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es 13 pag 252

  

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Due pendoli di lunghezza diversa (l1= 50 cm, l2= 40 cm) e con masse diverse, sono appesi nello stesso punto. Vengono portati a 90° rispetto alla verticale e poi sono lascia- ti liberi di oscillare.

► Quale deve essere il rapporto tra le masse affinché sia nullo il momento angolare totale nell'istante di massima velocità delle masse? (Calcola il momento angolare rispetto all'estremità comune dei due pendoli, cioè al punto O in figura.)

 

Suggerimento: L'energia meccanica dei due pendoli si conserva?In quale punto la velocità dei pendoli sarà massima?

 

[m/m= 0,72]

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2 Risposte



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pendolo 1 

V1 =√2gL1 =√19,612*0,50 = 3,13 m/sec 

L1 = V1*m1*l1

 

pendolo 2 

V2 =√2gL2 =√19,612*0,40 = 2,80 m/sec 

L2 = V2*m2*l2

 

uguagliando L1 ed L2

m1*3,13*0,5 = m2*2,80 *0,4 

m1/m2 = 2,80*0,4/(3,13*0,5) = 0,716

 

 



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La velocità massima v di ciascuno dei due pendoli si realizza nel punto più baaso della loro traiettoria . Tale velocità è calcolabile tramite:

Conservazione dell’energia meccanica

m·g·l = 1/2·m·v^2------- > v = √(2·g·l)

Il momento angolare L di ciascuno dei due pendoli in corrispondenza di tale velocità massima vale:

L= m·v·l

Il momento angolare del sistema formato dai due pendoli deve essere tale pr cui si abbia:

L = L1 + L2 =0----- >L1= -L2

poiché i momenti angolari hanno direzioni opposte. In maniera equivalente possiamo dire:

| L1 | = | L2|

Quindi per i due pendoli dobbiamo avere:

m1*l1*√(2·g·l1)=m2*l2*√(2·g·l2)----- > m1/m2 =(l2*√(2·g·l2))/(l1*√(2·g·l1)

Semplificando abbiamo :

m1/m2=(l2/l1)^(3/2) = (0.4/0.5)^(3/2) = 8·√5/25 = 0.7155 (circa)



Risposta
SOS Matematica

4.6
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