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Esercizio lavoro ed energia 40

Dinamica del punto materiale: Lavoro ed energia in Meccanica classica

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L’esercizio 40 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 39 ed è il precedente di un eventuale Esercizio lavoro ed energia 41. 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 40

Esercizio 40 (\bigstar\largewhitestar\largewhitestar\largewhitestar\largewhitestar). Un corpo di massa m è in quiete in un punto O, su di una guida rettilinea orizzontale liscia; viene messo in moto tramite l’applicazione di una botta. La botta ha una durata di tempo \Delta t>0 molto breve. Dopo la botta, la massa m, ha una velocità \vec{v}_0 parallela al piano orizzontale, come rappresentato in figura 1. Si richiede di calcolare

  • il valor medio della forza applicata durante la botta di durata molto breve.

Dopo la botta, il corpo scivola lungo la guida rettilinea orizzontale liscia fino al punto A, come rappresentato in figura 1. Raggiunto il punto A la guida orizzontale si raccorda con una guida scabra, posta in un piano verticale, avente la forma di un quarto di circonferenza di raggio R. Il lavoro della forza di attrito lungo il percorso curvilineo AB vale L_{\text{att}}<0.
Si richiede di calcolare

  • supponendo che valga v_{0}^2+2\left(\dfrac{L_{\text{att}}}{m}-gR\right)>0, il modulo della velocità \vec{v}_B del corpo nel punto B;
  • la reazione normale della guida nel punto A, ovvero nel punto che raccorda la guida orizzontale con la guida scabra circolare.

 

 

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Figura 1: sistema fisico in esame

 
 

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