Re: Esercizi sulla dinamica

mary98scc
Stavo svolgendo questo esercizio ma non riesco a venirne a capo




io ho iniziato impostando l'equazione
$ -\mu_d|N|= ma$ con $N=mg+bt$
Da qui mi ricavo l'accelerazione $a =-\mu_d g- \mu_d bt$

Dalla legge oraria $V(t)= V_o +a t$ poichè so che $V(t)=0$ ,sostituendo il valore di a mi trovo il tempo t risolvendo l'equazione $(-\mu_d bt^2)/m -\mu_d g t +V_o =0$ da cui mi ricavo $t=0,83s$

Quindi sostituendo t in a ottengo $a =3,62 m/s^2$
$X(t)=3x0,83+ 1/2 x 3,62(0,83^2)= 3,73m$ ma dovrebbe uscire $x(t )=1,69m$

Risposte
professorkappa
Innanzitutto c'e' un errore nella prima formula che dovrebbe essere $a=-mu_dg-mu_db/mt$

Poi la velocita' non e' come la scrivi tu (quella formula va bene per un moto ad accelerazione costante).

Devi integrare $dv=adt$ per avere la formula corretta

mary98scc
facendo l'integrazione ottengo

$v= -\mu_d*tg -(\mu_dbt^2)/(2m)$ da cui $t=1,01s$
E' corretto?
Però non so andare avanti

professorkappa
Si e' corretto (non so il valore numerico se e' corretto).
Se reintegri ti viene lo spazio in funzione del tempo. Ci butti il tempo trovato per fermare il corpo e fine della fiera.

Procedimento quasi simile se la forza e' funzione dello spazio, se sei un po furbetta e usi le giuste relazioni

mary98scc
Rifacendo i calcoli non riesco a risolvere l'equazione di secondo grado per trovarmi il tempo perchè il $\Delta$ mi esce negativo

Lucacs1
Hai sbagliato i segni, l'accelerazione è negativa, è una decelerazione.

professorkappa
"mari.98":
Rifacendo i calcoli non riesco a risolvere l'equazione di secondo grado per trovarmi il tempo perchè il $\Delta$ mi esce negativo

L integrazione è giusta, i segni sono giusti,
ma devi mettere la costante. Il corpo parte con velocità $v_0$

Lucacs1
Ma se sono tutti termini positivi, non fara' mai zero la somma. Senza calcolare il determinante

professorkappa
"Lucacs":
Ma se sono tutti termini positivi, non fara' mai zero la somma. Senza calcolare il determinante

Ma non sono positivi, sono tutti negativi.
$v=v_0-mug t-1/2mub/mt^2$

Imponendo v=0 trovi la t a cui si ferma

Lucacs1
"professorkappa":
Innanzitutto c'e' un errore nella prima formula che dovrebbe essere $a=-mu_dg-mu_db/mt$

Poi la velocita' non e' come la scrivi tu (quella formula va bene per un moto ad accelerazione costante).

Devi integrare $dv=adt$ per avere la formula corretta


Ma anche se fossero tutti negativi, ancora non farebbe mai zero
La soluzione è giusta, non dico di no

professorkappa
Quella e' l'accelerazione, non deve necessariamente fare zero.
Si deve azzerare la velocita', integrale di a.
Vedi i post successivi

Lucacs1
Ma scusa non capisco
Se la velocità e' zero e' zero pure l'accelerazione, ma li non farà mai zero

mary98scc
"professorkappa":
[quote="Lucacs"]Ma se sono tutti termini positivi, non fara' mai zero la somma. Senza calcolare il determinante

Ma non sono positivi, sono tutti negativi.
$v=v_0-mug t-1/2mub/mt^2$

Imponendo v=0 trovi la t a cui si ferma[/quote]

Facendo così mi trovo $t =1,01s$

Poi integrando di nuovo $dx=vdt$ ottengo $x=V_ot -(\mu_d t^2g)/2 - (\mu_d bt^3)/(6m) = 1,69m$

mary98scc
Ora però considerando la forza in funzione dello spazio non so come fare per andare avanti

professorkappa
"Lucacs":
Ma scusa non capisco
Se la velocità e' zero e' zero pure l'accelerazione, ma li non farà mai zero

ma non e vero che velocita nulla implica accelerazione nulla. Se lanci un corpo in verticale, quando arriva all'apice della parabola la velocita' e' nulla, ma l'accelerazione e' sempre g.

qui il corpo ha velocita' iniziale data $v_0$, e accelerazione dovuta all'attrito pari a $a=-mug-mub/mt$

Integrando ottieni che $v(t)=-mug t-1/2mub/mt^2+C$.

Siccome $v(0)=v_0$, imponendo questa condizione al contorno trovi che $C=v_0$

Quindi $v(t)=-mug t-1/2mub/mt^2+v_0$

La velocita' si annulla quando $-mug t-1/2mub/mt^2+v_0=0$ da cui ricavi il tempo di fermata.

Lo spazio percorso si trova per integrazione di $v(t)$ e risulta

Integrando ottieni che $s(t)=-1/2mug t^2-1/6mub/mt^3+v_0t+C$ e siccome per il nostro sistema di riferimento $s(0)=0$ la C ora vale $C=0$.

Sostituendo il tempo di fermata trovato in quest'ultima, trovi la distanza percorsa.


Per la seconda parte, la variazione di energia cinetica e' pari al lavoro della forza d'attrito cioe

$-1/2mv_0^2=int(-mug-mubcx)dx=-mugx-1/2mubcx^2$

e quindi lo spazio si trova risolvendo l'equazione nell'incognita x

$1/2mubcx^2+mugx-1/2mv_0^2=0$

mary98scc
Hai ragione utilizzando la variazione di energia cinetica ottengo
$1/2 (\mu_d c x^2) + \mu_d mgx -1/2 m V_o^2=0$
che risolvendo come equazione di secondo grado ottengo $x =2,03m$
che è il risultato dato dalla traccia

Lucacs1
Ben fatto.
E si, hai ragione, non è un sistema inerziale

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