[Risolto] [FISICA] Energia cinetica

Procedendo a velocità costante la risultante delle forze agenti sul corpo nella direzione del moto è nulla. La forza di attrito ha quindi stesso modulo e direzione della forza motrice, verso opposto. 

F_att = - 205 N

 

Dal secondo principio della Dinamica si ricava il teorema dell'impulso 

F_att *dt = m*(V_finale - V_iniziale) 

 

Con: V_finale = 0

dt = m*v_finale /F_att= 3,6 s

 

Il lavoro compiuto dalle forze non conservative è pari alla variazione di energia meccanica del sistema. In questo caso la variazione di energia meccanica coincide con la variazione di energia cinetica. 

F_att *S = (1/2)*m*(V_finale² - V_iniziale²) 

 

Sostituendo i valori numerici otteniamo:

S= 10 m

 

Una slitta a motore si muove alla velocità costante di 5,50 m/ su una superificie piana. La slitta e il suo guidatore hanno una massa complessiva di 136kg  e il motore fornisce una spinta di 205N. Quando il motore viene spento, la slitta arriva lentamente a fermarsi. Determina:

- la distanza d percorsa dalla slitta prima di fermarsi

m/2*V^2 = F*d

d = 136/2*5,5^2/205 = 10,0 m 

- il tempo t che impiega a fermarsi

t = 2d/V = 20/5,50 = 3,64 sec 

Quando la slitta viaggia a velocità costante la somma delle forze agenti su essa è uguale a 0 N.

Vuol dire che la forza del motore deve bilanciare le forze d'attrito contrarie al moto;

F motrice + F attrito = 0;

205 + F attrito = 0;

F attrito = - 205 N.

Quando non c'è più la forza del motore, rimane solo la forza d'attrito che rallenta e ferma la slitta facendo lavoro resistente.

L = Forza * Spostamento.

Teorema dell'energia cinetica:

L = 1/2 m v^2 - 1/2 m vo^2;

v finale = 0 m/s;

vo = 5,50 m/s;  massa = 136 kg;

F * S = 0 - 1/2 m vo^2;

- 205 * S = -1/2 * 136 * 5,50^2;

205 * S = 2057;

S = 2057 / 205 = 10,0 m; spazio percorso prima di fermarsi.

Decelerazione a,  dovuta all'attrito,   

F = m * a; 2° principio della dinamica;

a = F / m = - 205 / 136 = - 1,51 m/s^2;

v = a * t + vo; legge della velocità nel moto accelerato;

v = 0; (v finale);

- 1,51 * t + 5,50 = 0;

t = - 5,50 / (- 1,51) = 3,64 s; (tempo per fermarsi).

Ciao @radberto