Spinta della molla

Perito97


Mi manca solo il punto 6, e non so proprio come svolgerlo.
Grazie in anticipo a chi mi aiuterà

Risposte
Slashino1
In assenza di forse dissipative puoi utilizzare la conservazione dell'energia tra il punto di massima compressione e il punto di massima altezza! ;)

Perito97
dato che la massima compressione è -10 cm. il punto di massima altezza sarebbe 0?

Slashino1
Nel punto di massima compressione ha solo energia potenziale elastica, visto che poniamo lo 0 della potenziale proprio qui. Nel punto di massima altezza che energia avrà?

Perito97
non ho capito, se poniamo lo 0 della potenziale proprio qui, come fa ad avere solo energia potenziale?

Slashino1
Intendevo potenziale gravitazione, scusa ho dimenticato di aggiungerlo. Comunque, poniamo 0 l'energia potenziale gravitazionale, ma ha comunque energia potenziale elastica, dovuta alla compressione della molla!

imagine1
Poni lo 0 dell'energia potenziale gravitazionale al punto in cui la molla è compressa di 10 centimetri, adesso applica la conservazione dell'energia meccanica tra il punto in cui la molla è compressa e il punto in cui il blocco è alla massima altezza. in entrambi questi due istanti l'energia cinetica è uguale a 0 perché il blocco è istantaneamente fermo. quindi devi solo eguagliare l'energia potenziale elastica (quando la molla è compressa di 10 cm) con l'energia potenziale gravitazionale E=mgh. poi trovati h

Perito97
essendo il teorema d conservazione dell energia: K1+U1 = K2+U2
dove K= energia cinetica; U=energia potenziale

io ho fatto
U1= Uelastica1 + Ugravitazionale1
U2= Uelastica2 + Ugravitazionale2

per cui avendo velocità iniziale = 0 e energia potenziale iniziale = 0

abbiamo: Uelastica1 = K2 + U2

poi come procedo?

Slashino1
Il punto di massima altezza è un punto di inversione, quindi la velocità è istantaneamente uguale a 0! ;)

Perito97
quindi abbiamo

Uelastica1 = U2

cmq non vedo come tramite questa equazione possa arrivare al valore dell'altezza raggiunta dal blocco onestamente XD

Slashino1
Siamo d'accordo sul fatto che $U_2$ è l'energia gravitazionale nel punto di massima altezza? Esplicita $U_2$!!!!!

Perito97
quindi anche l'energia potenziale elestica finale va eguagliata a 0?

Slashino1
No. Tu applichi la conservazione dell'energia tra il punto di massima compressione e il punto di massima altezza. Nel punto di massima compressione abbiamo solo energia potenziale ELASTICA $U_i=1/2kx^2$ dove con $x$ ho indicato la compressione massima della molla. Nel punto finale abbiamo solo energia potenziale GRAVITAZIONE $U_f=mgh$ dove $h$ rappresenta la massima altezza. Eguagliando le due quantità puoi ricavare $h$!

Perito97
nel punto finale, che fine fanno l'energia cinetica e l'energia potenziale elastica?

Slashino1
Allora, le cose vanno così. Il blocco parte con sola energia potenziale elastica. Durante la salita tale energia si converte in energia cinetica ed energia potenziale gravitazionale. Ad ogni punto della salita quindi avremo $E'=mgh'+1/2mv'^2$ dove $v'$e$h'$ indicano le quantità ad un certo istante $t$ e questa relazione vale per ogni punto durante la salita. Ora è evidente che man mano che il blocco sale, la sua energia potenziale gravitazionale aumenta e sfavore dell'energia cinetica che diminuisce sempre di più. Nel punto di massima altezza il corpo è istantaneamente fermo ( come ho detto prima) e quindi l'energia cinetica sarà nulla. Quindi $E'$ diventa semplicemente $mgh_(max)$. Tuttavia ricordiamo che questa energia potenziale gravitazionale "deriva" dalla molla ( la quale ha "spinto" il blocco e ha permesso la salita ). Quindi,per come abbiamo ragionato prima, puoi eguagliare l'energia potenziale elastica iniziale e l'energia potenziale gravitazionale finale!

Perito97
ok ci sono arrivato... grazie mille :)

imagine1
"Perito97":
quindi abbiamo

Uelastica1 = U2

cmq non vedo come tramite questa equazione possa arrivare al valore dell'altezza raggiunta dal blocco onestamente XD


Arrivato a questo punto, il resto è facilissimo. devi solo risolvere la disequazione:
Uelastica1 = Ugravitazionale2
$1/2kx^2$ = $mgh$
dato che conosci k, conosci x (=10 cm), conosci m e conosci la costante g, puoi calcolarti h, cioè l'altezza massima del blocco

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