Richiesta aiuto su problema Lavoro
Buongiorno a tutti e ringrazio anticipatamente chi ha la bontà di aiutarmi su un problema banale di Fisica argomento Lavoro (spero di aver postato nella giusta sezione).
In pratica il prof ha dato solo dei dati:
m = 3,3 Kg
Lunghezza tavolo = 3,84 m
Forza attrito = Fpeso * 0,3
Tempo = 20 s
F = 9,81 N
angolo 60°
Il testo dice solamente: determinazione del Lavoro derivante dallo spostamento di una cassetta su un tavolo.
Cerco di ricostruire interpretando quello che vorrebbe:
Una cassa di massa m = 3,3 kg si muove su una distanza s = 3,84 m su un piano orizzontale con coefficiente di attrito µ = 0,3 trascinata da una forza motrice F = 9,81 N inclinata di 60° rispetto all'orizzontale. Presumo che vuole calcolato il lavoro compiuto dalla forza motrice e dalla forza di attrito Fa e quindi il lavoro totale. Nei dati, essendoci anche il tempo forse vuole calcolato anche la velocità finale sapendo che v0 = 0
Io ho fatto in questo modo:
Forza attrito = m*g*coeff attr = 3,3*9,81*0,3= 9,71 N
Lavoro forza motrice = F*s*cos 60° = 9,81 * 3,84 *cos 60° = 18,84 j
La forza d'attrito è parallela allo spostamento ma con verso contrario.
Quindi il lavoro compito dalla forza d'attrito è:
L attrito = Fattrito*s*cos 180° = 9,71*3,84* (-1) = -37,29 j
Il Lavoro totale sulla Cassa quindi è:
Lmotrice + Lattrito = 18,84 - 37,29 = -18,45 j
Ammesso che il procedimento sia esatto (il lavoro totale può essere negativo?) poi non saprei come continuare.
Qualcuno potrebbe aiutarmi?
Grazie ancora e scusate il disturbo
In pratica il prof ha dato solo dei dati:
m = 3,3 Kg
Lunghezza tavolo = 3,84 m
Forza attrito = Fpeso * 0,3
Tempo = 20 s
F = 9,81 N
angolo 60°
Il testo dice solamente: determinazione del Lavoro derivante dallo spostamento di una cassetta su un tavolo.
Cerco di ricostruire interpretando quello che vorrebbe:
Una cassa di massa m = 3,3 kg si muove su una distanza s = 3,84 m su un piano orizzontale con coefficiente di attrito µ = 0,3 trascinata da una forza motrice F = 9,81 N inclinata di 60° rispetto all'orizzontale. Presumo che vuole calcolato il lavoro compiuto dalla forza motrice e dalla forza di attrito Fa e quindi il lavoro totale. Nei dati, essendoci anche il tempo forse vuole calcolato anche la velocità finale sapendo che v0 = 0
Io ho fatto in questo modo:
Forza attrito = m*g*coeff attr = 3,3*9,81*0,3= 9,71 N
Lavoro forza motrice = F*s*cos 60° = 9,81 * 3,84 *cos 60° = 18,84 j
La forza d'attrito è parallela allo spostamento ma con verso contrario.
Quindi il lavoro compito dalla forza d'attrito è:
L attrito = Fattrito*s*cos 180° = 9,71*3,84* (-1) = -37,29 j
Il Lavoro totale sulla Cassa quindi è:
Lmotrice + Lattrito = 18,84 - 37,29 = -18,45 j
Ammesso che il procedimento sia esatto (il lavoro totale può essere negativo?) poi non saprei come continuare.
Qualcuno potrebbe aiutarmi?
Grazie ancora e scusate il disturbo
Risposte
Oltre a svolgere l'esercizio bisogna anche ricostruirne il testo. Niente male 
!
Comunque la forza motrice deve essere maggiore dell'attrito per muoversi e il lavoro totale negativo in questo caso ci dice che non è così.
D'altronde non mi sembra che basti correggere il calcolo dell'attrito tenendo conto che la forza F (ipotizzata verso l'alto) tende anche a diminuire la reazione normale e quindi l'attrito stesso.
Forse bisogna ipotizzare anche che F sia solo la componente orizzontale della forza totale. Prova così a vedere se ottieni dei risultati coerenti.
!Comunque la forza motrice deve essere maggiore dell'attrito per muoversi e il lavoro totale negativo in questo caso ci dice che non è così.
D'altronde non mi sembra che basti correggere il calcolo dell'attrito tenendo conto che la forza F (ipotizzata verso l'alto) tende anche a diminuire la reazione normale e quindi l'attrito stesso.
Forse bisogna ipotizzare anche che F sia solo la componente orizzontale della forza totale. Prova così a vedere se ottieni dei risultati coerenti.
Intanto ti ringrazio per la risposta.
Purtroppo, come hai capito, non ho un testo chiaro e quindi ho ipotizzato quanto sopra.
Se, come dici tu, supponiamo che F sia solo la componente orizzontale della forza totale, mi diresti come procedere?
Inoltre non ho capito perché, tra i dati, ha messo anche il Tempo.
Secondo te?
Capisco che è una bella rottura, ma se hai la possibilità di darmi una mano te ne sarei grato...
Purtroppo, come hai capito, non ho un testo chiaro e quindi ho ipotizzato quanto sopra.
Se, come dici tu, supponiamo che F sia solo la componente orizzontale della forza totale, mi diresti come procedere?
Inoltre non ho capito perché, tra i dati, ha messo anche il Tempo.
Secondo te?
Capisco che è una bella rottura, ma se hai la possibilità di darmi una mano te ne sarei grato...
Inoltre scrive: trovare il Lavoro normale e quello con il piano di 60°.
Ma che vuole dire.
Abbiamo chiesto ma non risponde...
Ma che vuole dire.
Abbiamo chiesto ma non risponde...
I miei calcoli sono errati?
In pratica, non avendo il testo del problema, ed essendo a conoscenza solo dei dati che ci ha fornito, voi che avete esperienza, come procederete?
Scusatemi tanto, ma ci ha messo in confusione.
Grazie per tutte le eventuali risposte
Scusatemi tanto, ma ci ha messo in confusione.
Grazie per tutte le eventuali risposte
Scusate ancora.
Allora vorrei provare con un altro approccio e magari mi dite se sbaglio.
Ricapitolo un pò i dati del "problema":
m = 3,3 Kg
Lunghezza tavolo = 3,84 m
Forza attrito = Fpeso * 0,3
Tempo = 20 s
F = 9,81 N
angolo 60°
poi dice che vuole: "trovare il Lavoro normale e quello con il piano di 60°"
Allora ho pensato:
calcolo la forza d'attrito
m*g*coeff = 3,3*9,81*0,3 = 9,71 N
poi calcoleri la Velocità S/t = 3,84/20 = 0,19 m/s
A questo punto calcolo la Potenza come F * v = 9,71 * 0,19 = 1,84 W
Sapendo che la Potenza = L/ intervallo di tempo avrei che
L = P*t = 1,84 * 20 = 36,80 J
per calcolare il Lavoro con l'angolo di 60°
9,81 * 3,84 * cos 60° = 9,81*3,84*0.5 = 18,84 J (ho il dubbio sul 9,81 in quanto ho inteso così ma forse mi sbaglio)
Potrebbe andare secondo voi?
Ringrazio anticipatamente.
Allora vorrei provare con un altro approccio e magari mi dite se sbaglio.
Ricapitolo un pò i dati del "problema":
m = 3,3 Kg
Lunghezza tavolo = 3,84 m
Forza attrito = Fpeso * 0,3
Tempo = 20 s
F = 9,81 N
angolo 60°
poi dice che vuole: "trovare il Lavoro normale e quello con il piano di 60°"
Allora ho pensato:
calcolo la forza d'attrito
m*g*coeff = 3,3*9,81*0,3 = 9,71 N
poi calcoleri la Velocità S/t = 3,84/20 = 0,19 m/s
A questo punto calcolo la Potenza come F * v = 9,71 * 0,19 = 1,84 W
Sapendo che la Potenza = L/ intervallo di tempo avrei che
L = P*t = 1,84 * 20 = 36,80 J
per calcolare il Lavoro con l'angolo di 60°
9,81 * 3,84 * cos 60° = 9,81*3,84*0.5 = 18,84 J (ho il dubbio sul 9,81 in quanto ho inteso così ma forse mi sbaglio)
Potrebbe andare secondo voi?
Ringrazio anticipatamente.
Forse ho sbagliato anche questo approccio.
Sinceramente non mi viene più alcuna idea...
Sinceramente non mi viene più alcuna idea...
Purtroppo è difficile intepretare cosa si vuole solo avendo dei dati così alla rinfusa, opinabili e probabilmente incoerenti.
Cerco di spiegarmi: se Ft è la forza totale inclinata dell'angolo assegnato dovrà risultare affinchè l'oggetto si muova che la forza motrice sul piano orizzontale sia maggiore della forza di attrito e quindi:
$F_t*cos(theta) - mu*N >0$ essendo $N=mg-F_t*sin(theta)$
$F_t*cos(theta) - mu*(mg-F_t*sin(theta))>0$ ovvero
$F_t*0.5 - 0.3*(3.3*9.81- F_t*sqrt(3)/2) >0$ da cui $F_t>12.782 N$
per cui è necessario ipotizzare che F sia solo la componente orizzontale ovvero $F=F_t*cos(theta)$ che ti consente di ricavare Ft e andare avanti.
Altrimenti non ci si muove neanche e quindi il resto dei conti non ha senso.
Poi si può ricavare l'accelerazione, e nota l'accelerazione il tempo necessario a percorrere 3.84 m. Però se non ho fatto male i conti non vengono 20 s.
Insomma a meno di avere una controverifica sia sui numeri e sia come interpretarli la vedo dura.
Cerco di spiegarmi: se Ft è la forza totale inclinata dell'angolo assegnato dovrà risultare affinchè l'oggetto si muova che la forza motrice sul piano orizzontale sia maggiore della forza di attrito e quindi:
$F_t*cos(theta) - mu*N >0$ essendo $N=mg-F_t*sin(theta)$
$F_t*cos(theta) - mu*(mg-F_t*sin(theta))>0$ ovvero
$F_t*0.5 - 0.3*(3.3*9.81- F_t*sqrt(3)/2) >0$ da cui $F_t>12.782 N$
per cui è necessario ipotizzare che F sia solo la componente orizzontale ovvero $F=F_t*cos(theta)$ che ti consente di ricavare Ft e andare avanti.
Altrimenti non ci si muove neanche e quindi il resto dei conti non ha senso.
Poi si può ricavare l'accelerazione, e nota l'accelerazione il tempo necessario a percorrere 3.84 m. Però se non ho fatto male i conti non vengono 20 s.
Insomma a meno di avere una controverifica sia sui numeri e sia come interpretarli la vedo dura.
Grazie sempre.
Non so se hai fatto caso al 2° approccio, cioè dove ho calcolato la Potenza e quindi il Lavoro.
E' sbagliato secondo te?
Non so se hai fatto caso al 2° approccio, cioè dove ho calcolato la Potenza e quindi il Lavoro.
E' sbagliato secondo te?
Alla fine, secondo il prof, vuole solo trovato il Lavoro normale e quello con il piano di 60°
Oppure la Potenza non c'entra niente?
Beh se non riesci a muoverti il lavoro è zero a prescindere 
Comunque:
1) il primo approccio approccio era più corretto, perché il lavoro come componente della forza (costante) nella direzione dello spostamento x spostamento è un calcolo corretto, mentre se usi la potenza = forza x velocità devi tener conto che la velocità varia nel tempo e quindi il conto non è come lo hai descritto ma si complica e, se fatto bene, fornisce lo stesso risultato.
In ogni caso non ha senso nessun conto se non riesci neanche a partire.
2) Se il lavoro "normale" è il lavoro in direzione normale allo spostamento questo è nullo per definizione. Quanto al lavoro della forza inclinata scomponendo la forza nella direzione orizzontale e in quella verticale, rimane solo il lavoro in direzione orizzontale, che è quanto già calcolavi. Però magari intende altro.
Comunque:
1) il primo approccio approccio era più corretto, perché il lavoro come componente della forza (costante) nella direzione dello spostamento x spostamento è un calcolo corretto, mentre se usi la potenza = forza x velocità devi tener conto che la velocità varia nel tempo e quindi il conto non è come lo hai descritto ma si complica e, se fatto bene, fornisce lo stesso risultato.
In ogni caso non ha senso nessun conto se non riesci neanche a partire.
2) Se il lavoro "normale" è il lavoro in direzione normale allo spostamento questo è nullo per definizione. Quanto al lavoro della forza inclinata scomponendo la forza nella direzione orizzontale e in quella verticale, rimane solo il lavoro in direzione orizzontale, che è quanto già calcolavi. Però magari intende altro.
Scusami sempre però non ci sto capendo più niente.
Allora, saresti così gentile, di farmi vedere come faresti tutti i passaggi secondo il tuo punto di vista?
Tieni conto che vuole il Lavoro normale e quello con il piano di 60°.
Giuro che non rompo più...
Allora, saresti così gentile, di farmi vedere come faresti tutti i passaggi secondo il tuo punto di vista?
Tieni conto che vuole il Lavoro normale e quello con il piano di 60°.
Giuro che non rompo più...
Figurati è che il problema che "rompe" perché è fatto male, i dati sono poco interpretabili e per giunta incoerenti.
Comunque se F è la componente orizzontale per il suo lavoro vale la formula che avevi scritto ma con tutto il valore di F e quindi:
$L_F = F*l = 9.81*3.84 = 37.67 J $
Quello della forza di attrito si ricava calcolando prima la forza totale:
$Ft= F/cos(theta) = 9.81/0.5 = 19.62 N$
e quindi:
$F_a = - 0.3*(3.3*9.81- 19.62*sqrt(3)/2)=-4.61 N$
$L_a = F_a*l=- 4.61*3.84 = -17.7 J$
$L= L_F + L_a = 37.67 - 17.7 = 19.97 J$ che correttamente è positivo.
$ L_(Ft) = L_F = 37.67 J$
Lnormale = 0
Tieni conto che è stato necessario reinterpretare il significato di F, buttare a mare i 20 s, e interpretare Lnormale. Per curiosità fammi sapere poi come era da interpretare il problema.
è che il problema che "rompe" perché è fatto male, i dati sono poco interpretabili e per giunta incoerenti.Comunque se F è la componente orizzontale per il suo lavoro vale la formula che avevi scritto ma con tutto il valore di F e quindi:
$L_F = F*l = 9.81*3.84 = 37.67 J $
Quello della forza di attrito si ricava calcolando prima la forza totale:
$Ft= F/cos(theta) = 9.81/0.5 = 19.62 N$
e quindi:
$F_a = - 0.3*(3.3*9.81- 19.62*sqrt(3)/2)=-4.61 N$
$L_a = F_a*l=- 4.61*3.84 = -17.7 J$
$L= L_F + L_a = 37.67 - 17.7 = 19.97 J$ che correttamente è positivo.
$ L_(Ft) = L_F = 37.67 J$
Lnormale = 0
Tieni conto che è stato necessario reinterpretare il significato di F, buttare a mare i 20 s, e interpretare Lnormale. Per curiosità fammi sapere poi come era da interpretare il problema.
Grazie tante.
Sei stato gentilissimo.
Un ultima cosa: secondo te perchè chiede di calcolare il Lavoro e poi il Lavoro con l'inclinazione di 60°?
Sei stato gentilissimo.
Un ultima cosa: secondo te perchè chiede di calcolare il Lavoro e poi il Lavoro con l'inclinazione di 60°?
Mi trae in inganno (oltre a tutto il resto) anche il fatto che tra i dati ha inserito anche il T = 20 s
Per questo avevo preso la strada della Potenza
Non capisco perchè..
Per questo avevo preso la strada della Potenza
Non capisco perchè..
"innominato":
Un ultima cosa: secondo te perchè chiede di calcolare il Lavoro e poi il Lavoro con l'inclinazione di 60°?
Mah, è difficile darti una risposta. Come ti ho detto è un problema in cui dati e domande sono da interpretare.
Per quanto riguarda i discorsi sul tempo e la potenza, valgono le seguenti considerazioni
Tempo
Il dato del tempo non torna. Se si fa il conto abbiamo
$a=(F-F_a)/m=(9.81 - 4.61)/3.3=1.576 m/s^2$
e se sfruttiamo la legge del moto accelerato $s=1/2*a*t^2$ risulta che per fare 3.84 m ci vogliono:
$T=sqrt((2*s)/a)=2.2 s$
Potenza
La potenza è P=F*v e quindi il lavoro per esempio della forza F è dato da:
$L = int_0^T F*v(t)dt = F*int_0^T v(t)dt = F*(s(T) - s(0)) = F*l$
per cui si riottiene correttamente il valore già calcolato.
Grazie tante .
Mi sei stato veramente d'aiuto.
Mi sei stato veramente d'aiuto.
Un'ultima cosa.
Avevo pensato, anche se non è corretto, di considerare realmente $Fa=mu*m*g= 9.712 N$ e quindi:
$a= (9.81-9.712)/3.3 = 0.03 m/s^2$
ma in tal caso
$T = sqrt((2*3.84)/0.03) = 16 s$
per cui neanche così si riesce a far tornare i numeri.
Avevo pensato, anche se non è corretto, di considerare realmente $Fa=mu*m*g= 9.712 N$ e quindi:
$a= (9.81-9.712)/3.3 = 0.03 m/s^2$
ma in tal caso
$T = sqrt((2*3.84)/0.03) = 16 s$
per cui neanche così si riesce a far tornare i numeri.
Grazie anche per questo.
Comunque domani si chiede al professore e ti faccio sapere.
Grazie ancora...
Comunque domani si chiede al professore e ti faccio sapere.
Grazie ancora...
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