In meccanica.. come ragionare per risolvere un problema?

[shake90]

Un sistema meccanico è costituito da una sbarra omogenea di massa Msb=3 Kg e lunghezza l=1 m alla cui estremita e saldata unasfera omogenea di raggio r=10 cm e massa msf=300 g. Il sistema, vincolato a ruotare attorno ad un asse orizzontale passante per il punto fisso O, e inizialmente in equilibrio grazie all'azione di una molla verticale applicata nel centro della sfera. La molla ha costante elastica k=100 N/m e lunghezza di riposo nulla. (I) Si determini il valore dell'angolo teta all'equilibrio. (fin qui tutto bene).
Successivamente la molla viene rimossa ed il sistema, libero di ruotare, urta in modo completamente anelastico in corrispondenza della verticale un proiettile di massa m0 e velocita orizzontale v0=30 m/s. (II) Si calcoli il valore della massa del proiettile che determina l'arresto del sistema subito dopo l'urto.
(Qui ho sbagliato.. ho considerato la velocità subito dopo l'urto = 0; percui ho scritto l'equazione che considera la velocità subito dopo un urto completamente anaelastico con velocità finale = 0. Sostituendo ho calcolato la massa del proiettile. Invece il mio prof l'ha calcolata per mezzo del momento angolare del sistema!!!"Nell’urto non si conserva l’energia cinetica e neppure la quantita' di moto, a causa della presenza di forze di natura impulsiva (le reazioni vincolari applicate all’estremo fisso della sbarra O). Si conserva invece il momento angolare rispetto al polo")
http://yfrog.com/jwimmaginestbj


Premetto che sono a conoscenza di tutti i teoremi, e mi sono anche esercitato a lungo su ognuno di essi. Il problema è che non so come legarli! Per favore, mi direste come fare a capire, ad esempio, che in questo esercizio "Nell’urto non si conserva l’energia cinetica e neppure la quantita' di moto, a causa della presenza di forze di natura impulsiva (le reazioni vincolari applicate all’estremo fisso della sbarra O)."?
Mi dareste per favore qualche consiglio su come ragionare per capire che si conserva o no la quantità di moto, energia meccanica durante l'urto..? Non esiste uno schema a blocchi su cui ragionare a riguardo? Altrimenti non so come scrivere le equazioni cardinali!!..

[eppe1]

La quantità di moto è una cosa che si conserva sempre ma in questo caso il sistema è vincolato ad una cerniera che magari è vincolata alla terra che subirebbe uno spostamento, la quale a sua volta è vincolata a fratello nostro sole che a sua volta subirebbe uno spostamento (tranne se il moto della terra avvenisse su una superficie equipotenziale del campo gravitazionale del sole), si può continuare così. Ad esempio se la tua cerniera fosse collegata ad una slitta, forse, potrebbe pensarsi di applicare la conservazione della quantità di moto tenendo conto anche della massa della slitta. Insomma il concetto è che devi individuare un istema isolato, che non interagisca con altre masse.
Questa cosa vale anche per la quantità di moto angolare, ma nel caso oggetto del tuo studio puoi ritenere che il momento angolare del tuo sistema non sia collegato al momento angolare di madre terra, sorella luna, fratello sole, ecc. ecc.
Se mi sono capito solo io fammelo pure presente

[shake90]

quindi se ho bencapito bisogna seguire questo ragionamento:
Se si tratta di urti, se non ci sono vincoli allora posso applicare il teorema di conservazione dell'energia meccanica,altrimenti no. Nel caso in cui non fosse possibile applicare il teorema di conservazione dell'energia meccanica, a causa della presenza di un vincolo, posso comunque applicare la conservazione del momento angolare per mezzo della seconda equazione cardinale,che si conserva sempre...
Giusto??

[eppe1]

No, non è giusto. Un urto anelastico significa che il tuo proiettile è fatto di plastilina che dopo che si è schiacciata non ti restituirà mai più l'energia che hai impiegato per schiacciarla. Significa, in senso più ampio, che le'enrgia meccanica si è dissipata sotto forma di calore. Quindi in un urto anelastico l'energia meccanica non si conserva.
Per quel che concerne la quantità di moto, essa non si conserva per il fatto che quel vincolo, all'istante dell'urto, reagirà con una forza che rappresenterà una forza esterna sul tuo sistema. Tu sai bene che la quantità di moto si conserva a patto che non vi siano forze esterne che la modifichino.
Il momento angolare, al contrario, si conserva poiché non vi sono momenti esterni agenti sul sistema al momento dell'urto.