Problema pendolo con forza esterna
Ho un problema che prevede un pendolo con una forza che vi si oppone... si tratta del vento, che agisce in maniera orizzontale (quindi non una forza d'attrito, facilmente determinabile).
Jane, la cui massa è 50 kg, deve oscillare attraverso un fiume (di larghezza D) per salvare Tarzan... Ella deve oscillare con un vento che esercita una forza orizzontale F, sulla liana di lunghezza L, e che inizialmente forma un angolo TETA con la verticale. Assumendo
D= 50m
F = 110N
L= 40m
TETA= 50°,
con quale velocità minima Jane deve oscillare per arrivare appena sull'altra sponda?
Il cavolo è che vuole sapere la velocità iniziale che Jane deve avere per salvare Tarzan dall'altra sponda (sarà una metafora?!
). Perché teoricamente, se non si considera una K iniziale, il lavoro complessivo dovrebbe risultare negativo. Boh
Ho determinato un po' di dati:
Ad es. l'angolo della liana da sommare a TETA per raggiungere l'altra sponda dovrebbe essere (se non ricordo male) di 22,8°. Le distanze orizzontali dal punto in cui la liana è verticale sono rispettivamente di 30,64 (dalla sponda su cui è Jane) e 19,34 da quella su cui è Tarzan. L'h dalla prima sponda al punto più basso dell'oscillazione è di 14,28, dalla seconda 3,13. La differenza (necessaria se il campo di forze fosse conservativo), quindi, è di 11,15.
Ma non so proprio come venirne fuori.
Grazie!
[mod="Steven"]Ho specificato meglio il titolo (era "problema").
E' indicato usare titolo non generici, per facilitare gli utenti nella scelta dei topic. Grazie![/mod]
Jane, la cui massa è 50 kg, deve oscillare attraverso un fiume (di larghezza D) per salvare Tarzan... Ella deve oscillare con un vento che esercita una forza orizzontale F, sulla liana di lunghezza L, e che inizialmente forma un angolo TETA con la verticale. Assumendo
D= 50m
F = 110N
L= 40m
TETA= 50°,
con quale velocità minima Jane deve oscillare per arrivare appena sull'altra sponda?
Il cavolo è che vuole sapere la velocità iniziale che Jane deve avere per salvare Tarzan dall'altra sponda (sarà una metafora?!

Ho determinato un po' di dati:
Ad es. l'angolo della liana da sommare a TETA per raggiungere l'altra sponda dovrebbe essere (se non ricordo male) di 22,8°. Le distanze orizzontali dal punto in cui la liana è verticale sono rispettivamente di 30,64 (dalla sponda su cui è Jane) e 19,34 da quella su cui è Tarzan. L'h dalla prima sponda al punto più basso dell'oscillazione è di 14,28, dalla seconda 3,13. La differenza (necessaria se il campo di forze fosse conservativo), quindi, è di 11,15.
Ma non so proprio come venirne fuori.
Grazie!
[mod="Steven"]Ho specificato meglio il titolo (era "problema").
E' indicato usare titolo non generici, per facilitare gli utenti nella scelta dei topic. Grazie![/mod]
Risposte
Puoi venirne fuori applicando la conservazione dell'energia.
L'energia cinetica di Jane iniziale deve essere uguale alla variazione di energia potenziale di Jane tra il punto di partenza e il punto di arrivo, dove si trova Tarzan, più il lavoro da fare contro la forza dovuta al vento, per cui conta solo la componente dello spostamento in direzione della forza. Prova a scrivere le equazioni.
L'energia cinetica di Jane iniziale deve essere uguale alla variazione di energia potenziale di Jane tra il punto di partenza e il punto di arrivo, dove si trova Tarzan, più il lavoro da fare contro la forza dovuta al vento, per cui conta solo la componente dello spostamento in direzione della forza. Prova a scrivere le equazioni.