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  • problema di fisica (421)

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xxxx - Erectus - 64 Punti
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ciao,potreste risolvere questo problema di fisica?grazie

1)uno sciatore scende lungo un pendio inclinato di 30 gradi il suo peso compreso gli sci è di 70kg il coefficente di attrito 0.100
calcolare:
1)forza di attrito
2)accelerazione
3)la velocità dopo 5 secondi
4)la distanza che percorerebbe su un piano orizzontale prima di fermarsi e se vi giungesse con la velocità trovata nel punto 3 e se il coefficente di attrito fosse lo stesso del pendio
Pillaus
Pillaus - Genius - 7338 Punti
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Intanto, scomponiamo le forze lungo il vincolo (x) e perpendicolarmente al vincolo (y). Abbiamo

lungo x: m a = - F_attr + m g sin alfa
lungo y: 0 = R_n - m g cos alfa

dove F_attr = mu_d * R_n. Dunque hai

m a = -mu_d R_n + mg sin alfa = m g (sin alfa - mu_d cos alfa)
R_n = mg cos alfa

Calcoliamo subito R_n = m g cos alfa = 595 N
Quindi F_attr = mu_d R_n = 59,5 N

a = g (sin alfa - mu_d cos alfa) = 4,06 m/s^2

La velocità dopo 5 secondi: essendo l'accelerazione costante il moto è uniformemente accelerato, quindi vale la formula v = a*t ==> v(5 s) = 20,3 m/s

Ultimo punto: stavolta non abbiamo problemi di peso (siamo su un piano orizzontale) e l'attrito è semplicemente F_attr = - mu_d R_n = - mu_d m g
Essendo l'unica forza non equilibrata, abbiamo m a = F_attr ==> a = -g mu_d

s = 1/2 a t^2 + v0 t
v = a t + v0

con a = -g mu_d e v0 = 20,3 m/s
"si ferma" vuol dire "ha velocità zero", dunque il tempo dopo cui lo sciatore si ferma si trova imponendo v=0, dunque è - v0/a. Sostituendo nella prima

s = -1/2 v0^2 / a
sostituendo abbiamo s = 1/2 (20,3 s)^2 / (0,1 * 9,81 m/s^2) = 10,35 m
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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ciao ! Io avrei da proporre un problema sui circuiti...
1- Se la d.d.p applicata è 17 V, R1= 4,5ohm R2=3,5ohm R3= 5 ohm R4= 2 ohm determinare la potenza dissipta dalla resistenza da 5 ohm.

Non so come disegnare il circuito ma ve lo descrivo: partendo dalla batteria si ha: la prima resistenza ( in serie) poi la seconda e la terza poste in parallelo e successivamente la quarta di nuovo in serie!............. ho reso l'idea o nn si capisce niente?
Pillaus
Pillaus - Genius - 7338 Punti
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Mi sembra di aver capito che il disegno è così

......................---------R2------------
......................|......................|
-------R1------------|......................|------------R4--------
......................|......................|
......................----------R3-----------

In questo caso hai che la resistenza equivalente di R2 e R3 è 1/R = 1/R2 + 1/R3 => R = 2,06 ohm; la corrente che passa per il circuito è I = V/(R1 + R + R4), dunque la caduta di tensione su R è V_R = R * I = V * (R/(R1 + R + R4)) = 4,09 V
dunque la diff di potenziale ai capi del parallelo è 4,09 V, ma siccome è un parallelo è la stessa differenza di potenziale che c'è ai capi di R3, dunque la potenza dissipata da R3 è P = V_R ^2 / R3 = 3.34 W
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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wow...... ti ringrazio..... sono abbastanza disperata quindi ti chiederò molto presto altro aiuto!
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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eccone un altro.....
un razzo è lanciato da terra ad un ngolo di 53 ° rispetto all'orizzontale e con una velocità iniziale di modulo pari a 100m/s. Esso si muove lungo la sua direzione di moto iniziale con un'accelerazione di 30m/s^2 per 3 secondi. A questo punto il motore ha un guasto e quindi il razzo si muove in caduta libera. Determinare:
1) la massima altezza raggiunta dal razzo rispetto terra
2) il tempo totale di volo rispetto al momento del lancio
minimo
minimo - Genius - 4940 Punti
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Prova a farlo da sola. Ti scrivo qui l'impostazione.
  • -   esame delle forze agenti sul razzo:   ma_1 + mg = ma   , dove con a_1 ho indicato l'accelerazione del razzo impressa dal motore; con a l'accelerazione con cui effettivamente si muove il razzo che per noi è incognita.

    -   scelta del sistema di riferimento: semplicemente l'asse x parallelo all'orizzontale orientato nel verso del lancio del razzo (cioè dove punta il razzo), l'asse delle y in verticale ed orientato verso l'alto.

    -   proiezione dell'equazione vettoriale sul sistema di riferimento

Nell'equazione che descrive il moto lungo l'asse y poni t=3 ed ottieni h= max altezza.

Quando hai calcolato in questo modo la max altezza ti trovi anche quanto vale la velocità finale lungo l'asse x e lungo l'asse y (cioè nel momento in cui i motori si spengono).
Queste due informazioni ti serviranno per scrivere una nuova equazione, infatti da quel momento è solo la forza peso che determina il moto del razzo.

Scritte le nuove equazioni puoi trovare il tempo di volo sommando a 3 secondi il tempo impiegato nella "caduta libera". Quest'ultimo lo trovi imponendo nell'equazione che descrive il moto lungo l'asse y (cioè y(t)=(1/2mg) + vt + h) il primo membro =0.
Con v ho indicato la velocità finale lungo l'asse y (che abbiamo calcolato con la prma equazione) .
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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Non lo so fare !!!!!
uso queste equazioni per l'asse y:
Vinizialey= Viniziale * sen 53°
spazioy= Vinizialey*t+1/2a*t^2 dove ad a sostituisco (a_1-g)

poi trovo la velocità finale in y che uso come velocità iniziale per il moto in caduta libera
per il moto in caduta libera uso: spazioy= vinizialey*t-1/2g*t^2 dove a t sostituisco il valore che risulta dall'espressione: vinizialey - gt=0
Tutto ciò non avrà senso sicuramente.. ma se sapevo quale operazioni usare non chiedevo aiuto......!!!!!!!
minimo
minimo - Genius - 4940 Punti
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Sul post sopra ho scritto esame delle forze, è meglio dire di calcolare l'accelerazione e la velocità iniziale. Cioè scrivi un sistema di riferimento (solitamente coincidente con l'inizio del moto) e posizioni i vettori accelerazione e velocità con gli angoli assegnati ... proietti sugli assi usando le regole trigonometriche e trovi le condizioni iniziali.


Allora le accelerazioni agenti sul razzo sono quella di gravità e quella dovuta al motore.
Per comodità chiamo a l'accelerazione del razzo.

Le condizioni iniziali per scrivere l'equazione lungo l'asse y:
a_y=a sen53° - g =(30 -9,8 ) m/s^2
v_y= v sen53° (è la velocità sull'asse y all'istante iniziale)
y_0=0 (l'origine del sistema di riferimento lo facciamo coincidere con il punto di lancio)
Adesso per integrazioni successive si ottiene:
y(t)= (1/2)(a sen53° -g ) t^2 + (v sen53°) t

Sull'asse x le condizioni iniziali sono:
a_x=a cos53°
v_x= v cos53°
x_0=0

L'equazione viene:
x(t)= (1/2) (a cos53°) t^2 + (v cos53°) t


quando il razzo spegne i motori succede che finisce un tipo di moto e ne inizia un altro. Quindi la velocità finale del primo moto diventa la velocità iniziale del secondo moto e la massima altezza raggiunta (asse y) insieme con la distanza percorsa in orizzontale (asse x) diventa la posizione iniziale del secondo moto.
La velocità finale sugli assi le calcoli derivando le equazione orarie ed imponendo t=3.
Per lo spazio percorso basta porre t=3 sulle equazioni orarie su scritte.

Fai così e posta i risultati così scrivo anche la 2-nda equazione.


errata corrige

minimo:
la massima altezza raggiunta (asse y) insieme con la distanza percorsa in orizzontale (asse x) diventa la posizione iniziale del secondo moto.

in realtà dopo 3 secondi non raggiunge la max altezza. Tuttavia dobbiamo calcolare x(t) ed y(t) per t=3 secondi. Ci serviranno per le condizioni iniziali del 2° moto quello in caduta libera.
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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Grazie ! Grazie! Grazie !

Allora scrivo i calcoli:
Asse y:
a_y= 23,96 m/s^2
v_y(iniziale)= 79,86 m /s
spazio_y= 347,4

Asse x:
a_x= 18,05 m/s^2
v_x(iniziale)= 60,18 m/s
spazio_x= 261,765

Dopo spegnimento motore:

v_y(iniziale)= 151,74
tmax(tempo per il raggiungimento altezza max)=> v_y-gt=o ; t=15,48
spazio_y= v_yt-1/2gt^2 ; y=1174,74m
spazioTot_y=347,4+1174,74=1522,14m Il risultato è giusto!

Ora per calcolare il tempo totale di volo io utilizzerei questa equazione:
y(spazio percorso fino allo spegnimento del motore)+v_y(velocità iniziale dallo spegnimento del motore)*t-1/2gt^2=0
t= 33,1 s Dovrebbe risultare 36 s! Dove ho sbagliato?
minimo
minimo - Genius - 4940 Punti
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asp ... controllo i calcoli perché ho scritto una baggianata ... dopo 3 secondi non raggiunge la max altezza comunque serve per calcolare la posizione iniziale per il secondo moto


allora
a_y= (30 sen53° - 9,8 )m/s^2
v_y(iniziale)= 60,18 m /s
spazio_y= 0

ricontrolla i calcoli numerici

puoi scrivere a fianco dello stesso post che cosa indicano i calcoli scritti?
Cioè v_y(iniziale) è del primo moto o del secondo?


devo uscire un'attimo . Comunque ricontrolla i calcoli nell'equazione del primo tipo di moto.
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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quote]minimo :
asp ... controllo i calcoli perché ho scritto una baggianata ... dopo 3 secondi non raggiunge la max altezza comunque serve per calcolare la posizione iniziale per il secondo moto


allora
a_y= (30 sen53° - 9,8 )m/s^2
v_y(iniziale)= 60,18 m /s
spazio_y= 0
Ma queste sono i calcoli per l'asse delle x! Io ho utilizzato le espressioni dell'asse y:
a_y=(30sen53°-9,8)= 23,96 m/s^2
v_y= 79,86m/s

ricontrolla i calcoli numerici

puoi scrivere a fianco dello stesso post che cosa indicano i calcoli scritti?
Cioè v_y(iniziale) è del primo moto o del secondo?


devo uscire un'attimo . Comunque ricontrolla i calcoli nell'equazione del primo tipo di moto.
[/quote]

Questa risposta è stata cambiata da minimo (31-01-07 21:51, 9 anni 10 mesi 11 giorni )
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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[]quote]Francy84 :
Grazie ! Grazie! Grazie !

Allora scrivo i calcoli:
Asse y:
a_y= 23,96 m/s^2
v_y(iniziale)= 79,86 m /s velocità iniziale primo moto
spazio_y= 347,4 spazio percorso dall'inizio fino alla fine del primo moto

Asse x:
a_x= 18,05 m/s^2
v_x(iniziale)= 60,18 m/s
spazio_x= 261,765

Dopo spegnimento motore:

v_y(iniziale secondo moto)= 151,74 velocità finale primo moto che coincide con la velocità iniziale del secondo moto
tmax(tempo per il raggiungimento altezza max)=> v_y-gt=o ; t=15,48 il tempo si riferisce al secondo moto, sono esclusi i tre secondi del primo moto
spazio_y= v_yt-1/2gt^2 ; y=1174,74m spazio percorso solo durante il secondo moto
spazioTot_y=347,4+1174,74=1522,14m Il risultato è giusto! somma spazio primo moto + secondo
Ora per calcolare il tempo totale di volo io utilizzerei questa equazione:
y(spazio percorso fino allo spegnimento del motore)+v_y(velocità iniziale dallo spegnimento del motore)*t-1/2gt^2=0
t= 33,1 s Dovrebbe risultare 36 s! Dove ho sbagliato?
[/quote]
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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:madops no! ora ho capito... è vero ho sbagliato.. non ho sottratto 9,8 all'accelerazione iniziale!!! ufffffffff


a me i calcoli sembrano fatti bene!

Questa risposta è stata cambiata da minimo (31-01-07 21:54, 9 anni 10 mesi 11 giorni )
Francy84
Francy84 - Sapiens - 350 Punti
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non verrò mai a capo di questo esercizioooo!!!!!!!!!!!!!!! adesso faccio di nuovo i calcoli, però una domanda vorrei fare:
Per quale motivo non devo moltiplicare per sen53° anche la g? Non sarebbe giusto calcolare così l'accelerazione = (a-g) sen 53°?

Pagine: 12

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