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problema sulla tensione di una fune

  

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Una slitta trainata da un cane ha una massa complessiva di 2,5* 10^2 kg e, inizialmente ferma raggiunge la velocità di 5,5 m/s in 18 metri. assumendo che la fune con cui il il cane tira la slitta sia inclinata di 12° gradi rispetto all'orizzontale e che il coefficiente di attrito dinamico sia pari a 0,06, determinare la tensione della fune.

buongiorno, ho incontrato questo problema con cui sto avendo qualche difficoltà, sono riuscito a trovare l'accelerazione ma nella prima parte del problema non capisco se il peso si riferisca alla slitta o alla slitta più il cane. grazie in anticipo

 

Autore

@paoloberni

Se l'angolo formato dalla fune è sopra l'orizzontale 

Screenshot 20231024 201551

Tx - F_att = m*a

T*cos (12) - u*(P-T*sin 12) = m*[v²/(2S)]

T={ u*mg+m*[v²/(2S)]} /(cos 12 + u*sin 12)

Se l'angolo formato dalla fune è sotto l'orizzontale (cambia il modulo della forza di attrito) 

T={ u*mg+m*[v²/(2S)]} /(cos 12 - u*sin 12)

Screenshot 20231025 103647

 

 

ciao la tua formula risolutiva è identica a quella di @antonelli_samuele con la differenza del segno più o meno quando si moltiplica il seno. è dovuto al fatto che uno dei due ha messo la corda verso l'alto e l'altro verso il basso?

Io ho supposto la corda verso l'alto 

io avevo supposto la corda che andava dalla slitta al cane verso il basso (ho pensato che un cane è più basso di una slitta da traino ma di fatto non posso dimostrarlo in maniera sensata ;))

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2 Risposte



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sono riuscito a risolvere il problema considerando 2,50 *10^2 kg la massa della slitta. 

considera scriviamo tutte le forze che agiscono sulla slitta usando il secondo principio della dinamica e scomponendo nelle componenti vettoriali la tensione

Tx-Fd=Ms*a

Fv-Ps-Ty=0

scriviamo anche la formula della forza d'attrito 

Fd=Fv*μ

sappiamo che se Fv-Ps-Ty=0  -->Fv=Ps+Ty

quindi la forza d'attrito è:

Fd= (Ps+Ty)μ

usando la relazione tra velocità spostamento troviamo l'accelerazione dei due corpi

a=Vf^2/2*Δx

creiamo un sistema in cui siano presenti le forze che agiscono orizzontalmente sul corpo e la forza d'attrito

-----

| Tx-Fd=Ms*a

| Fd= (Ps+Ty)μ

----

sostituisco nella prima formula la forza d'attrito

-----

| Tx-Ps-Ty=Ms*a

| Fd= (Ps+Ty)μ

----

nella prima equazione scrivo Tx e Ty come T*cos12° e T*sin12°. sposto anche Ps*μ a secondo membro

-----

| (T*cos12°)-(T*sin12°*μ)=Ms*a+Ps*μ

| Fd= Ps+Ty

----

raccolgo la T

-----

| T(cos12°-sin12°*μ)=Ms*a+Ps*μ

| Fd= Ps+Ty

----

infine risolvo

-----

| T=(Ms*a+Ps*μ)/(cos12°-sin12°*μ)

| Fd= Ps+Ty

----

spero si capisca, è il primo problema che provo a risolvere. ( se qualcuno ha suggerimenti su come fare una graffa sarebbe gradito 🙂

@antonelli_samuele grazie mille ho capito bene quello che volevi dire



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accelerazione :

(V^2-0) = 2*a*d

5,5^2 = 2*18*Fa/m

forza accelerante Fac = 5,5^2*250 /36 = 210 N 

 

 

attrito (forza Fa): 

(m*g-(Fa*sin12°))*μd = Fa*cos 12

(250*9,806)*0,06 = Fa(cos 12°+sin 12*0,06)

147 = 0,991Fa 

Fa = 147/0,991 = 148,4 N

tensione T = Fa+Fac/cos 12° = 148,4+210/0,978 = 363,1 N 

 

@remanzini_rinaldo questo nel caso in cui con massa complessiva si intenda la massa del cane e della slitta insieme corretto? non capisco per quale motivo si divida la forza totale per il coseno di 12°. comunque grazie mille per la risposta

 

@ paoloberni... la massa è quella della sola slitta : non serve tensione al cane per accelerare se stesso 

@remanzini_rinaldo ok questo mi è chiaro ma le forze che si applicano sulla slitta sono sia la tensione sia la forza d'attrito: non dovrebbe la forza totale essere uguale alla tensione meno la forza d'attrito?

 

 

@remanzini_rinaldo hai ragione



Risposta
SOS Matematica

4.6
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