Esercizio lavoro ed energia 46

Dinamica del punto materiale: Lavoro ed energia in Meccanica classica

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L’esercizio 46 sul lavoro e l’energia fa parte della raccolta inclusa nella cartella Dinamica del punto materiale: Lavoro ed energia in Meccanica classica. Questo esercizio segue Esercizio lavoro ed energia 45 ed è il precedente di un eventuale Esercizio lavoro ed energia 47. Questo esercizio è progettato per studenti che frequentano un corso di Fisica 1, indirizzato a chi studia ingegneria, fisica o matematica.

Testo lavoro ed energia 46

Esercizio 46 $(\bigstar\bigstar\largewhitestar\largewhitestar\largewhitestar)$ . Due masse $m_1$ ed $m_2$ sono collegate tra loro tramite una carrucola da un filo ideale di massa trascurabile, come rappresentato in figura 1. Si assuma che tra filo e carrucola non ci sia attrito. La massa $m_2$ è collegata al piano orizzontale mediante una molla ideale, di lunghezza a riposo nulla, posta in verticale e di costante elastica $k$ , allungata di una quantità $y>0$ . Il sistema complessivamente è in quiete sotto l’azione della forza $\vec{F}$ . La forza $\vec{F}$ è costante in modulo, direzione e verso. Si richiede di calcolare

il valore di $y$ .

Ad un certo istante si sgancia la molla ed il sistema entra in movimento. Si richiede di calcolare:

il valore $\vec{R}$ della forza totale agente su $m_1$ durante il moto.

Si osserva che dopo un tempo $\Delta t>0$ dall’inizio del moto, il corpo $m_1$ è avanzato di $h$ . Si richiede di calcolare

nell’intervallo di tempo $\Delta t>0$ il lavoro $W$ svolto dalla forza $F$ ;
la variazione di energia potenziale $\Delta U_2$ della massa $m_2$ ;
il valore di $\Delta t>0$ ;
l’energia cinetica totale del sistema $K_{\text{tot}}$ all’istante $\Delta t>0$ .