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[Risolto] Fisica, sistemi di riferimento inerziali e non inerziali, Meccanica

  

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Su una pista inclinata dedicata alle corse automobilistiche, il percorso circolare più corto ha raggio
112 m, mentre quello più lungo ha raggio 165 m (figura sotto). L'altezza del muro esterno è 18 m.

In assenza di attrito, a che altezza dovrebbe viaggiare un'auto alla velocità di 73 km/h?
In tale situazione descrivi il moto e le forze che agiscono sull'auto in un sistema di riferimento solidale con l'auto stessa.

 

Salve ancora, ho bisogno di una mano per capire il diagramma delle forze (spiegare questo passaggio) di questo problema, e dunque anche la sua soluzione. 

Vi allego l'immagine.

IMG 5541
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r2 - r1 = 165 - 112 = 53 m;

tan(angolo) = 18 / 53 = 0,340;

angolo di pendenza pista = tan^-1(0,340) = 18,76°;

F peso =m * g;

F centripeta = m * v^2/ r; 

Fcentripeta / F peso = tan(angolo);

m v^2/ r = m * g * tan(angolo);

v^2/r = g * 0,340;

raggio della traiettoria dell'auto a velocità 73 km/h:

r = v^2 / (g * 0,340);

v = 73 km/h = 73 000 m / 3600 s = 73 / 3,6 = 20,3 m/s;

r =  20,3^2 / (9,8 * 0,340) = 123,7 m;

r2 - r = 165 - 123,7 = 41,3 m;

d = distanza dalla fine del muro

tan(angolo) = d / 41,3;

d = 41,3 * tan(angolo) ;

d = 41,3 * 0,340 = 14,04 m;

altezza a cui deve girare l'auto dalla base del muro:

h = 18 - 14,04 = 3,96 m , (circa 4 metri di altezza).

La macchina sente la spinta normale verso il basso come se fosse il suo peso e la forza centripeta verso il centro come se fossa una centrifuga con verso contrario. Per cui N = F peso + F centrifuga.

Invece come in figura, nella realtà è:

F peso =  N + F centripeta.

curva (1)

Ho arrotondato in modo diverso i dati, risultati leggermente diversi da quelli del testo.

 

ciao @jessico



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