Forze su m1:
F// = m1 g sen30°; (forza parallela al piano, verso il basso del piano inclinato),
Mettiamo le forze verso l'alto positive, quelle verso il basso negative; (si può scegliere anche il contrario).
T = forza di tensione del filo verso l'alto;
mi si muove verso l'alto, la forza risultante è F = m1 * a;
T - m1 g sen30° = m1 * a; (1)
Forze su m2; m2 scende con la stessa accelerazione; non c'è attrito;
F peso = m2 * g; verso il basso;
T = tensione del filo verso l'alto;
T - m2 * g = - m2 * a; (2);
la tensione del filo è la stessa.
T - 2 * 9,8 * 0,5 = 2 a; (1); (m1 sale);
T - 4 * 9,8 = - 4 a; (2) ; (m2 scende);
T - 9,8 = 2a;
T = 2a + 9,8; (1)
T - 39,2 = - 4a;
T = 39,2 - 4a; (2); eguagliamo (1) con (2)
2a + 9,8 = 39,2 - 4a;
2a + 4a = 39,2 - 9,8; (m1 a + m2a = m2 g - m1 g sen30° = forza risultante)
6a = 29,4 N,
a = 29,4 / 6 = 4,9 m/s^2; (accelerazione con cui si muovono i corpi m1 ed m2);
il corpo m2 percorre h = 2 m di moto accelerato e batte contro il suolo;
1/2 a t^2 = h; troviamo il tempo di discesa:
t = radicequadrata(2 h / a) = radice(2 * 2 / 4,9) ,
t = radice(0,816) = 0,9 s; si ferma in 0,9 s ; perde la sua velocità nell'urto con il suolo.
m1 sale sul piano nello stesso tempo con la stessa accelerazione a;
S1 = 1/2 a t^2;
S1 = 1/2 * 4,9 * 0,9^2 = 2 metri; percorre 2 m; poi continua a salire perché ha ancora velocità v1
v1 = a * t = 4,41 m/s;
mentre m2 si ferma al suolo, m1 continua a viaggiare sul piano inclinato fino a fermarsi nel tempo t1 per l'accelerazione g// agente sul piano che lo frena;
9// = - 9,8 * sen30° = - 4,9 m/s^2
9// * t1 + v1 = 0;
t1 = - 4,41 / 4,9 = 0,9 s; sale ancora per 0,9 s prima di fermarsi;
S1 totale = 1/2 * (- 4,9) * t1^2 + v1 * t1 + S1;
S1 totale = 1/2 * (- 4,9) * 0,9^2 + 4,41 * 0,9 + 2;
S1 totale = -1,98 + 3,96 + 2 = 1,98 + 2 = 3,98 m;
m1 sale di 4 metri circa lungo il piano inclinato.
avevo sbagliato, come mi ha fatto notare @remanzini_rinaldo
correggi.
@alessandroisa Ciao di nuovo.
Ciao @alessandroisa