Problema fisica energia potenziale
Salve a tutti!
Ho un problema con un problema di fisica che non riesco proprio a risolvere ...
Ecco il testo due masse ma=2kg e mb=6kg sono collegate tramite un macchina di Atwood. Inizialmente le due masse sono ferme alla stessa altezza.
a) determina l'accelerazione del sistema e la tensione del filo quando le masse vengono lasciate libere
b) determina l'energia cinetica e potenziale del sistema dopo 0,5 s da quando le masse vengono lasciate libere
Allora per il punto a non ci sono problemi basta applicare la seconda legge di newton e trovo l'accelerazione del sistema e la tensione ma, per il punto b il mio dubbio è appunto se nella formula dell'energia potenziale U=mgh come accelerazione bisogna usare quella gravitazionale o quella trovata nel punto a ovvero quella del sistema.
Potete spiegarmi come si risolve questo secondo punto e perchè?
Grazie!
Ho un problema con un problema di fisica che non riesco proprio a risolvere ...
Ecco il testo due masse ma=2kg e mb=6kg sono collegate tramite un macchina di Atwood. Inizialmente le due masse sono ferme alla stessa altezza.
a) determina l'accelerazione del sistema e la tensione del filo quando le masse vengono lasciate libere
b) determina l'energia cinetica e potenziale del sistema dopo 0,5 s da quando le masse vengono lasciate libere
Allora per il punto a non ci sono problemi basta applicare la seconda legge di newton e trovo l'accelerazione del sistema e la tensione ma, per il punto b il mio dubbio è appunto se nella formula dell'energia potenziale U=mgh come accelerazione bisogna usare quella gravitazionale o quella trovata nel punto a ovvero quella del sistema.
Potete spiegarmi come si risolve questo secondo punto e perchè?
Grazie!
Risposte
Si considerano le forze di gravità e basta.
Partendo dal principio che l'energia cinetica totale è uguale al lavoro svolto dalle forze sul sistema, se questo lavoro può essere espresso dalla somma di contributi energetici potenziali, come nel caso delle forze conservative, il bilancio è presto fatto.
Su ogni massa agisce una forza mg per uno spostamento pari alla differenza di quota. Solo questi prodotti, dunque , vanno considerati.
Le accelerazioni delle singole masse invece risentono anche delle tensioni del filo.
Però se consideriamo il sistema nella sua interezza, notiamo che le forze interne, cioè le tensioni del filo, fanno sulle masse lavori uguali e opposti. Infatti se una tensione fa un lavoro positivo sulla massa che sale, dall'altra parte la stessa tensione fa lavoro negativo, uguale e contrario, sulla massa che scende (perché gli spostamenti sono uguali e opposti). Dunque i lavori delle forze interne si elidono, e restano solo i lavori delle forze esterne. Il lavoro totale è dunque solo quello delle forze esterne, e la differenza di energia potenziale corrispondente a questo lavoro è responsabile dell'aumento complessivo di energia cinetica.
Partendo dal principio che l'energia cinetica totale è uguale al lavoro svolto dalle forze sul sistema, se questo lavoro può essere espresso dalla somma di contributi energetici potenziali, come nel caso delle forze conservative, il bilancio è presto fatto.
Su ogni massa agisce una forza mg per uno spostamento pari alla differenza di quota. Solo questi prodotti, dunque , vanno considerati.
Le accelerazioni delle singole masse invece risentono anche delle tensioni del filo.
Però se consideriamo il sistema nella sua interezza, notiamo che le forze interne, cioè le tensioni del filo, fanno sulle masse lavori uguali e opposti. Infatti se una tensione fa un lavoro positivo sulla massa che sale, dall'altra parte la stessa tensione fa lavoro negativo, uguale e contrario, sulla massa che scende (perché gli spostamenti sono uguali e opposti). Dunque i lavori delle forze interne si elidono, e restano solo i lavori delle forze esterne. Il lavoro totale è dunque solo quello delle forze esterne, e la differenza di energia potenziale corrispondente a questo lavoro è responsabile dell'aumento complessivo di energia cinetica.
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