Fisica, energia

vo = 0 m/s;

v1 = 240 km/h = 240 000 m / 3600 s = 240 / 3,6;

v1 = 66,67 m/s;

a = 66,67 / 4,90 = 13,6 m/s^2, accelerazione;

F = m * a = 1000 * 13,6 = 13605 N, forza motrice; 

Spazio percorso nella fase di accelerazione in 4,9 s:

S1 = 1/2 a t^2 = 1/2 * 13,6 *4,09^2 = 113,75 m;

Lavoro = F * S1 = 13605 * 113,75 = 1,548 * 10^6 J;

Potenza P = L / t ;

P = 1,548 * 10^6 / 4,90 = 3,16 * 10^5 Watt = 316 * 10^3 W

P = 316 kW;

Ogni abitazione richiese 3 kW;

3) Numero di abitazioni = 316/ 3 = 105 abitazioni che si possono alimentare;

h = 1,50 m, da terra;

4)

hc = 52,0 m; da terra;

se agisce solo la forza peso, l'energia si conserva:

1/2 m vc^2 + m g hc = 1/2 m v^2 + m g h;

vc^2 = v^2 + 2 g h - 2 g hc;

vc = radicequadrata [v^2 + 2 g (h - hc)];

vc = radice(66,67^2 - 2 * 9,8 * 50,5);

vc = radice(3455) = 58,78 m/s; velocità nel punto più alto hc;

 

5) v = 60 m/s;

altezza h da terra;

1/2 m 60,0^2 + m g h = 1/2 m 66,67^2 + m g * 1,50;

2 g h = 66,67^2 + 2 g * 1,50 - 60,0^2;

h = (66,67^2 - 60^2) / (2g) + 1,50;

h = 844,89 / (2 * 9,8 ) + 1,50;

h = 43,1 + 1,50 = 44,6 m, da terra;

 

6) Se non agisce l'attrito, il carrello torna alla quota di partenza con la velocità iniziale:

v = 66,67 m/s;

7) Nella realtà agiscono le forze d'attrito che fanno lavoro resistente e fanno perdere energia al sistema. La velocità sarà minore.

Le forze d'attrito con il loro lavoro negativo, trasformano l'energia meccanica in energia termica, non più utilizzabile. L'energia meccanica non si conserva, ma se consideriamo anche l'energia termica prodotta dall'attrito, l'energia totale si conserva.

La legge di conservazione dell'energia è sempre valida, bisogna considerare tutte le forme di energia in gioco.

Ciao @emy9

mi pare un testo di una sconclusionatezza unica !! Nulla si sa degli attriti 

accel. a = 240/(3,6*4,9) = 13,605 m/s^2

spazio percorso in accelerazione Sa = a/2*t^2 = 163 m 

tratto a velocità costante = 2092-163 = 1929 m 

tempo t' = 1929*3,6/240 = 28,94 s 

forza accelerante F = m*a = 13,605 kN

potenza media accelerante Pma = 500*240^2/(3,6^2*4,9*1000) = 453,5 kw

potenza media sul tratto AB = 500*240^2/(3,6^2*(4,9+28,9)*1000) = 65,7 kw

n = Pma/3 = 151 utenze 

Ekt al top = 500*240^2/3,6^2 - 1000*(52-1,5)*9,806) = 1,73*10^6 J

Velocità al top = √2Ek/m = √3,46*10^3 = 58,8 m/s 

Ek60 = 500*60^2 = 1,80*10^6 J

Ek60-Ekt = (1,80-1,73)*10^6 = 7*10^4 = m*g*Δh

Δh = 7*10^4/9806 = 7,14 m sotto il punto di massima altezza 

velocità di ritorno = 240 km/h