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Problemi matematica e fisica

  

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Una biglia A di massa m sta scivolando su un piano orizzontale con attrito trascurabile, muovendosi alla velocità v = 3,25 m/s. A un tratto urta un'altra biglia, ferma, identica.

Dopo l'urto, perfettamente elastico, la biglia A prosegue con velocità vA = 1,25 m/s, deviando la propria traiettoria di un angolo x. Com'è noto, l'angolo formato dalle traiettorie delle due biglie dopo l'urto ha un'ampiezza complessiva di 90°. Determina, dopo aver schematizzato la situazione con un disegno:

  1. la velocità della biglia B dopo l'urto;
  2. di quanto è stata deviata la traiettoria della biglia incidente.

[a) 3,0 m/s; b) 67°]

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Conservazione dell'energia cinetica dopo l'urto:

la bilia A prima dell'urto ha velocità v = 3,25 m/s;  la bilia B è ferma.

1/2 m v^2 = 1/2 m vA^2 + 1/2 m vB^2; energia dopo l'urto.

semplifichiamo 1/2 m;

v^2 = vA^2 + vB^2;

vB^2 = v^2 - vA^2 ;

vB^2 = 3,25^2 - 1,25^2;

vB = radicequadrata(9) = 3,0 m/s;

Conservazione della quantità di moto;

La quantità di moto iniziale è solo sull'asse x, non ha componenti sull'asse y, quindi Qy = 0;

Dopo l'urto:

x = angolo di deviazione di vA,    90° - x angolo di deviazione di vB

m vA sen x - m vB sen(90° - x) = 0;

1,25 sen x - 3,0 sen(90° - x) = 0;

sen(90° - x) = cos x;

1,25 sen x = 3,0 cos x;

sen x / cos x  = 3,0 / 1,25 = 2,4;

tan x = 2,4;

x = arctan(2,4) = 67°; angolo di deviazione della bilia A;

90° - 67,4° = 23°; angolo di deviazione della  bilia B.

urtoelast

ciao @ac37

@mg grazie



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