Problema di fisica su attrito e teorema energia cinetica

Velocità costante implica accelerazione nulla. Dal secondo principio della Dinamica se l'accelerazione è nulla, nulla è anche la risultante delle forze agenti sul corpo nella direzione del moto. 

Quindi il modulo della forza motrice è pari al modulo della forza d'attrito. I due vettori hanno stessa direzione ma verso opposto. 

 

|F_att| = |F_mot| = 400 N

 

Dalla definizione di lavoro:

L=F*S = FS*cos (alfa) 

(prodotto scalare) 

 

Nel caso della forza motrice F e S hanno stesso verso [cos(alfa=0) = 1]

Lavoro positivo della forza motrice 

 

Nel caso della forza di attrito F e S hanno verso opposto [cos(alfa=180) = - 1]

Lavoro negativo della forza d'attrito 

 

Il lavoro totale compiuto dalle forze non conservative è nullo

 

Il lavoro compiuto dalle forze non conservative è pari alla variazione di ENERGIA MECCANICA del sistema. Nel nostro caso l'energia meccanica è l'energia cinetica della macchina. 

Essendo la velocità costante risulta nulla la variazione di energia cinetica. 

 

 

 

 

Il motore di un'automobile trasmette alla vettura una forza motrice Fm di 400 e la fa viaggiare alla velocità costante V di 13 m/s. Quanto vale la forza d'attrito Fa complessiva che agisce sull'auto?

A velocità costante , Fa = Fm = 400 N

Il lavoro totale fatto sull'automobile è nullo. Questo fatto è in accordo con il teorema dell'energia cinetica?

No, è in accordo con la conservazione dell'energia meccanica 

 

Primo principio della dinamica: Se la somma delle forze agenti su un corpo è nulla, allora il corpo o resta fermo in equilibrio o se già in movimento, si muove con velocità costante.

v = 13 m/s;

F motore = 400 N;

F risultante = 0 N, perché la velocità è costante;

F attrito + F motore = 0;

F attrito = - F motore;

F attrito = - 400 N.

La forza motore fa lavoro positivo, la forza d'attrito fa lavoro resistente, negativo. Il lavoro totale è 0 J.

Teorema dell'energia cinetica:

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

Se F risultante è 0 N, allora il lavoro totale = 0 J;

v = vo = 13 m/s;

1/2 m v^2 - 1/2 m vo^2 = 0.

Ciao  @poverofluke

e la massa ?