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[Risolto] dubbio su un esercizio di fisica

  

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Salve a tutti, avevo un dubbio su un esercizio di fisica. La situazione è la seguente: 

Attorno ad un disco irregolare di raggio $12cm$ poggiato su un tavolo è arrotolato un filo al quale estremo libero è appeso un corpo di massa $400g$. Il corpo, cadendo per $50cm$ rispetto al livello del tavolo raggiunge una velocità di $2.6m/s$, calcolare il momento di inerzia del disco. La massa del filo è trascurabile e quest'ultimo è inestensibile. 

Io ho operato in questo modo: 

Considerando il sistema di corpi disco-filo, l'energia meccanica del sistema è $0J$ perché ho posto come livello $h=0m$ il piano del tavolo, quindi nell'istante considerato, l'energia meccanica sarebbe:

$\frac{1}{2}I \omega ^2 -mgh + \frac{1}{2}mV^2=0J$

ho messo il segno - perché la quota dell'oggetto è negativa rispetto al livello di 0. Dunque, con i giusti calcoli e sostituzioni:

$I=\frac{2r^2}{V^2}(mgh-\frac{1}{2}mV^2) \approx 0.0026 kg \cdot m^2$.

Volevo sapere se il mio metodo fosse giusto, grazie mille in anticipo.

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Sì lo ritengo corretto, ovviamente il livello h=0 può essere scelto arbitrariamente e il risultato non cambia, come puoi vedere nell'esempio sottostante dove ho posto il livello del tavolo a h= +50 cm e il livello h= 0 nel punto di massima caduta. 

Calcolo momento d'inerzia disco 1
Calcolo momento d'inerzia disco 2

@gregorius avevo scelto come livello 0 quello del piano del tavolo perché mi sembrava più conveniente, dato che non conosco la massa del disco e quindi non posso determinare l'energia potenziale di questo rispetto ad un altro livello, non avevo pensato però al fatto che rimanesse invariata anche nel secondo momento e che il termine $U_{disco}$ si sarebbe annullato nell'equazione (infatti l'energia potenziale del disco è ininfluente nella determinazione del moto dei corpi).

@gregorius 👍👌👍+++



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Attorno ad un disco irregolare di raggio r = 12cm poggiato su un tavolo è arrotolato un filo al quale estremo libero è appeso un corpo di massa m = 400g. Il corpo, cadendo per d = 50cm rispetto al livello del tavolo raggiunge una velocità V di 2.6m/s, calcolare il momento di inerzia Id del disco. La massa del filo è trascurabile e quest'ultimo è inestensibile. 

V^2 = 2ad

accelerazione  tangenziale a = V^2/2d = 6,76/(0,5*2) = 6,76 m/s

accelerazione angolare α = a/r = 6,76/0,12 = 56,333 rad/s^2

momento di inerzia totale I = M/α = 0,4*9,806*0,12/56,333 = 0,00836 kg*m^2

momento d'inerzia del disco Id = I-m*r^2 = 0,00836-0,4*0,12^2 = 0,0026 kg*m^2

oppure 

ΔU = m/2*V^2+I/2*ω^2.....ω essendo pari a V/r

0,40*9,806*0,5 = 0,2*6,76+I/2*6,76*10^4/144

(1,9612-0,2*6,76)*2 = I*469,44

I = (1,9612-0,2*6,76)*2 / 469,44 = 0,00260 kg*m^2

 

@remanzini_rinaldo 👍 👍 👍

@remanzini_rinaldo grazie mille, credo che questo fosse il procedimento pensato dal professore.

 



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SOS Matematica

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