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Problema fisica urti

  

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Una palla da calcio di massa 450 g e una da tennis di massa 140 g . disposte l'una sull'altra, come in figura, con i centri allineati verticalmente, vengono rilasciate insieme in caduta libera da un'altezza di $1,50 \mathrm{~m}$.

Trascurando l'attrito dell'aria, le dimensioni sia del pallone da calcio sia della pallina da tennis e ipotizzando che sia l'urto del pallone con il pavimento sia quello tra la palla da calcio e la palla da tennis disposta sopra di essa siano perfettamente elastici, trova:
a) la velocità con cui i due corpi arrivano al suolo;
b) la velocita con cui la palla da tennis ritorna verso l'alto e l'altezza che raggiunge:
c) la velocitá con cui la palla da calcio ritoma verso l'alto e l'altezza... a cui arriva.

IMG 20230817 140722

Ciao a tutti, qualcuno riuscirebbe ad aiutarmi per i punti b e c? grazie

soluzioni : a)-5.4 m/s   b) 11 m/s , 6,3 m   c)0,28m/s, 3,9mm

 

Autore

@francy0821  ho risolto il problema;  ieri non avevo tempo per completarlo. Ti saluto. mg

2 Risposte



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palla da tennis e pallone 1
palla da tennis e pallone 2

@gregorius (👍👌👍)^n



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Tutti i corpi cadono con la stessa accelerazione g =  9,8 m/s^2; in assenza di attrito, tutti i corpi che partono dalla stessa altezza, arrivano a terra con la stessa velocità; la massa non influisce.

1/2 m v^2 = m g h;

v = radicequadrata(2 g h) = radice(2 * 9,8 * 1,50) ;

v = radice(29,4) = 5,42 m/s; velocità rivolta verso il basso;

v1 = - 5,42 m/s; velocità del pallone di massa m1 = 0,450 kg;

v2 = - 5,42 m/s; velocità della palla da tennis di massa m2 = 0,140 kg;

La palla da calcio riparte verso l'alto, la sua velocità (inverte il verso, diventa v1 = + 5,4 m/s), colpisce la palla da tennis che ha velocità verso il basso (v2 = - 5,4 m/s), fanno un urto elastico; si conservano la quantità di moto e l'energia cinetica;

urto elastico; v1' e v2' sono le velocità dopo l'urto;

m1 v1' + m2 v2' = m1 v1 + m1 v2;

0,450 v1' + 0,140 v2' = 0,450 * (+ 5,42) + 0,140 * (- 5,42);

0,450 v1' + 0,140 v2' = 2,439 - 0,7588;

0,450 v1' + 0,140 v2' = 1,6802;   (1)  conservazione della quantità di moto;

dalla conservazione dell'energia cinetica si ricava che in un  urto elastico vale questa semplice relazione tra le velocità prima e dopo l'urto: 

v1 + v1' = v2 + v2'; (molto semplice da ricordare);

+ 5,42 + v1' = - 5,42 + v2';  ricaviamo v1';

v1' = v2' - 5,42 - 5,42;

v1' = v2' - 10,84; (2)   sostituiamo nella  (1);

0,450 (v2' - 10,84) + 0,140 v2' = 1,6802;

0,450 v2' - 4,878 + 0,140 v2' = 1,6802;

0,590 v2' = 4,878 + 1,6802;

v2' = + 6,5582 / 0,590 = + 11,12 m/s;

v2' = + 11 m/s (circa) ; velocità della palla da tennis verso l'alto;

v1' = v2' - 10,8 = 11,12 - 10,84 = 0,28 m/s; velocità della palla da calcio verso l'alto;

altezza raggiunta dalla palla da tennis:

m2 g h2 = 1/2 m2 (v2')^2;

h2 = (v2')^2 / (2 g) = 11,12^2 / (2 * 9,8) = 6,3 m; altezza raggiunta dalla palla da tennis;

h1 = (v1')^2 / (2 g) = 0,28^2 / (2 * 9,8) = 4,0 * 10^-3 m

h1 = 4,0 mm ; altezza raggiunta dalla palla da calcio.

urto calcio tennis

@francy0821  ciao

https://argomentidifisica.wordpress.com/category/urtoelastico/

qui c'è la dimostrazione delle condizioni di urto elastico.

Condizione di conservazione dell’energia cinetica per un urto elastico frontale, insieme alla conservazione della quantità di moto:

m1v1 + m2v2 = m1v1′ + m2v2′;  conservazione quantità di moto;

(v1′ + v1) = ( v2 + v2′); conservazione dell’energia cinetica.

applichiamo queste due semplici equazioni di primo grado, che si ricordano facilmente.



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