Problema di fisica sui sistemi non inerziali

[rofellone]

Oggi il professore ci ha dettato il seguente problema:Un ragazzo che ha una massa di 60 kg ruota seduto sul seggiolino di una giostra:la fune che trattiene il seggiolino è lunga 10m.L'angolo che la fune forma con la verticale è di 60gradi.Trascurando la massa del seggiolino e della fune si determino dal punto di vista del ragazzo la tensione della fune che trattiene il seggiolino e le forze applicate al seggiolino.Il professore ci ha fatto un disegno alla lavagna dicendo che attraverso semplici osservazioni si conclude che la ternsione si trova attraverso la formula frc(che sta per forza centripeta)=P(peso del ragazzo)*tangente60. Io non ho capito come si arriva a questa formula e come si arriva alla forza centripeta. Facendo il disegno ho messo il vettore peso rivolto in basso il vettore della forza centrifuga rivolto verso sinistra però non so come si arriva a quella formula che ci ha dettato il professore. Potete aiutarmi magari facendo qualche disegno? Ringrazio in anticipo tutti coloro disposti ad aiutarmi.

[Faussone]

"rofellone":Oggi il professore ci ha dettato il seguente problema:Un ragazzo che ha una massa di 60 kg ruota seduto sul seggiolino di una giostra:la fune che trattiene il seggiolino è lunga 10m.L'angolo che la fune forma con la verticale è di 60gradi.Trascurando la massa del seggiolino e della fune si determino dal punto di vista del ragazzo la tensione della fune che trattiene il seggiolino e le forze applicate al seggiolino.Il professore ci ha fatto un disegno alla lavagna dicendo che attraverso semplici osservazioni si conclude che la ternsione si trova attraverso la formula frc(che sta per forza centripeta)=P(peso del ragazzo)*tangente60. Io non ho capito come si arriva a questa formula e come si arriva alla forza centripeta. Facendo il disegno ho messo il vettore peso rivolto in basso il vettore della forza centrifuga rivolto verso sinistra però non so come si arriva a quella formula che ci ha dettato il professore. Potete aiutarmi magari facendo qualche disegno? Ringrazio in anticipo tutti coloro disposti ad aiutarmi.

In quello che scrivi c'è una grandissima confusione con i sistemi di riferimento e le forze.

Non ti scrivo nessuna formula ma ti suggerisco di fare due ragionamenti equivalenti per capire ben bene le cose.

1) Sistema di riferimento rotante solidale col ragazzo.
Ci sono le seguenti forze:
a) Forza CENTRIFUGA orizzontale che tende a allontanare il ragazzo dall'asse di rotazione della giostra
b) Forza peso verticale
c) tensione della fune che ha una componente orizzontale e una verticale che dipendono dall'angolo.

La somma di queste 3 forze deve essere nulla per cui se sai il peso del ragazzo e la lunghezza della fune puoi scrivere un sistema di 2 equazioni in 2 incognite per le componenti orizzontali e verticali (le incognite sono la tensione della fune e la velocità angolare della giostra).

2) Sistema di riferimento assoluto.
Ci sono le seguenti forze:
a)Tensione della fune che mantiene il ragazzo in rotazione attorno alla giostra e in equilibrio a 60°.
b) Forza peso.

Qui scrivi l'equazione di Newton
$m \vec a = \sum \vec F$
lungo x e lungo y.
Lungo y hai semplicemente che la forza peso è bilanciata dalla componente verticale della tensione della fune.
Lungo x devi ricordarti che hai un'accelerazione centripeta e che la forza orizzontale è fornita dalla componente della tensione della fune.
Ottieni anche ora un sistema in 2 incognite e 2 equazioni...


Alla fine in effetti dovresti ottenere qualcosa di simile a quello che ha trovato il tuo professore

[rofellone]

Grazie mille per la risposta ciao e a presto!