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[Risolto] Pressione esercitata dal blocco sul suolo

  

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Un blocco cubico di peso P = 60 N è appoggiato a terra su una faccia di area A = 0,020 m^2. Il blocco è agganciato a una molla di costante elastica k= 1500 N/m. La molla è allungata di x = 2,0 cm rispetto alla sua lunghezza a riposo e tira quindi il blocco verso l'alto.

Calcola la pressione esercitata dal blocco sul suolo.

solu

Potete dirmi se è corretto lo svolgimento?

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Sappiamo che la pressione è definita come il rapporto tra la forza perpendicolare alla superficie e la superficie stessa. 

Quindi:

P= F_premente / S   [PA] 

 

Nel nostro caso la forza premente è la risultante del vettore forza peso, diretta verso il basso e la forza elastica che si oppone all'allungamento della molla ed ha quindi verso opposto alla forza peso.

 

Possiamo quindi scrivere:

F_premente = Fp - F_elast 

 

Il modulo della forza elastica è: F_elast = k*x

Quindi:

 

F_premente= (m*g - k*x) 

P = (mg - k*x) / S

 

dove:

Fp= m*g = 60 N

K= costante elastica = 1500 N/m

x= allungamento molla = 2*10^ (-2) m

S= superficie = 0,020 m²

 

Sostituendo i valori numerici otteniamo:

P= (60-30)/(20*10^ (-3)) = 1,5*10³  Pa

 



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La pressione è definita come
$$
p=\frac{F}{A}
$$
dove in questo caso la forza premente che determina la pressione è la forza risultante che agisce sul blocco cubico (senza considerare la reazione vincolare del tavolo). Vediamo di capire quali forza agiscono su tale blocco, sicuramente verso il basso agisce la forza peso del blocchetto, questa forza è contrastata dalla forza di richiamo della molla, determinabile con la legge di Hooke, e dalla reazione vincolare del tavolo. In definitiva la forza che esercita la pressione sul tavolo sarà
$$
F=F_{p}-F_{e}
$$
da cui
$$
p=\frac{F}{A}=\frac{F_{p}-F_{e}}{A}=\frac{60 N-0,02 m \cdot 1500 N / m}{0,020 m^{2}}=1500 P a
$$
Dove ricordiamo esplicitamente che la legge di Hooke, in modulo, ci dice che $F_{e}=\Delta x \cdot k$.



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Non sono un professore e non ho neanche ancora fatto questo argomento a scuola, ma ho trovato qui lo svolgimento del problema, e mi sembra che sia uguale al tuo



Risposta
SOS Matematica

4.6
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