Notifiche
Cancella tutti

[Risolto] la pallina che ruota tenuta da 2 corde

  

0

Potreste aiutarmi a risolvere questo problema motivandomi la risposta? Grazie mille!!

Nel sistema rotante in figura la pallina è tenuta da 2 corde di ugual lunghezza e resistenza. Esso ruota rigidamente con velocità angolare omega costante. Quale di queste affermazioni è quella corretta?

a) le tensioni non sono uguali e sono massime nel punto più basso della traiettoria

b) le tensioni sono uguali e sono costanti durante la rotazione

c) le tensioni sono uguali e sono massime nel punto più basso della traiettoria

d) le tensioni non sono uguali e sono massime nel punto più alto della traiettoria

e) le tensioni sono uguali e sono massime nel punto più alto della traiettoria

Screenshot 20200614 175546
Autore
1 Risposta



3

quando un oggetto viene fatto ruotare con velocità angolare w subisce un'accelerazione centripeta a=wr (r=raggio della circonferenza)

Dalla seconda legge della dinamica sappiamo che la pallina subirà una forza rivolta sempre verso l'esterno (perpendicolare alla circonferenza) con modulo F=ma=mwr

Quando la pallina si trova nella sua posizione più alta, la forza F e il peso P sono discordi perchè P è sempre rivolto verso il basso. Quindi sulla pallina agisce una forza risultante R tale che:

R=F-P=mwr-mg= m(wr-g)

La tensione delle corde serve proprio a bilanciare questa R, in modo che la forza totale agente sul sistema sia sempre nulla. Le componenti orizzontali della tensione si annullano tra loro (lo puoi vedere anche graficamente) mentre quelle verticali si sommano e contrastano questa R.

Chiamata Ty la tensione verticale sappiamo quindi che:

2Ty = R -->  Ty= m(wr-g)/2

Ripercorrendo lo stesso ragionamento quando la pallina è in basso, notiamo che P ed F sono concordi e quindi R= P+F = m(wr+g)

allo stesso modo Ty=m(wr+g)/2

In conclusione, le due corde hanno la stessa tensione e quest'ultima è massima quando la pallina è nella parte bassa! (risposta c)

@andreap grazie mille!! 



Risposta
SOS Matematica

4.6
SCARICA