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[Risolto] Modulo minimo di una forza

  

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La figura rappresenta un clown che pesa 890 N. Il coefficiente di attrito statico tra i piedi del clown e il pavimento è 0,53 . Il clown tira verso il basso una fune che passa attraverso tre carrucole ed è legata ai suoi piedi.
Qual è il modulo minimo della forza che il clown deve esercitare per far slittare i suoi piedi sul pavimento?

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1

Dal punto di vista teorico dobbiamo osservare che quando il clown tira la corda, per il principio di azione e reazione, la corda solleva leggermente il clown e quindi ne riduce la forza premente e pertanto la forza di attrito, inoltre dobbiamo anche osservare che la forza che il clown esercita verso il basso viene traferita dal sistema di carrucole fino alla gamba dello stesso. Detto questo possiamo sicuramente osservare che
$$
\begin{gathered}
F_a=F_{\perp} \cdot \mu \\
F_{\perp}=F_p-F_{\text {tira }}
\end{gathered}
$$
pertanto
$$
F_a=\left(F_p-F_{t i r a}\right) \cdot \mu
$$
Concludiamo l'esercizio osservando che il clown muoverà la sua gamba esclusivamente se la forza con cui si tira è superiore della forza di attrito, ossia se
$$
F_{\text {tira }} \geq F_a \Rightarrow F_{\text {tira }} \geq\left(F_p-F_{\text {tira }}\right) \cdot \mu
$$
ossia
$$
\begin{gathered}
F_{\text {tira }} \geq \frac{F_p \cdot \mu}{1+\mu} \\
F_{\text {tira }} \geq \frac{890 N \cdot 0,53}{1+0,53} \approx 308 N
\end{gathered}
$$



Risposta
SOS Matematica

4.6
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