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Concetti Chiave

  • Il problema riguarda un corpo che scivola lungo due piani inclinati simmetricamente disposti a V, con un angolo di inclinazione α rispetto all'orizzontale.
  • Il corpo parte da un'altezza iniziale h1 su un piano inclinato e raggiunge un'altezza finale h2 sull'altro piano, inferiore a h1, a causa dell'attrito.
  • La differenza tra l'energia potenziale iniziale e finale del corpo corrisponde al lavoro svolto dall'attrito durante il movimento.
  • Il coefficiente di attrito dinamico k è determinato usando la formula: k = (h1 - h2) / ((h1 + h2) * tan(α)).
  • Il percorso totale del corpo, l, è calcolato tramite trigonometria elementare come l = (h1 + h2) / sin(α).

{etRating 3}Due piani inclinati scabri sono disposti simmetricamente a forma di V, inclinati rispetto all'asse orizzontale di un angolo α. Un corpo di piccole dimensioni viene posato su uno dei piani inclinati ad altezza

[math]h_1[/math]
rispetto al piano orizzontale e viene lasciato libero di muoversi con velocità  iniziale nulla. Il corpo scivola lungo il piano inclinato, arriva sul fondo dove trova un raccordo regolare di lunghezza trascurabile rispetto ad
[math]h_1[/math]
e risale sul secondo piano inclinato fino ad altezza
[math]h_2[/math]
minore di
[math]h_1[/math]
(rispetto al piano orizzontale). Si chiede di determinare il coefficiente di attrito dinamico dei due piani scabri (è uguale per i due piani)

La differenza tra l'energia potenziale iniziale e finale combacia con il lavoro fatto dall'attrito.

Infatti se non ci fosse stato attrito, la massa sarebbe risalita di un'altezza uguale.

L'energia iniziale è

[math]U_1=mgh_1[/math]

Quella finale è

[math]U_2=mgh_2[/math]

La differenza la eguagliamo al lavoro compiuto dall'attrito (applicando il teorema delle forze vive, o energia cinetica)

[math]mgh_1-mgh_2=mg\\cosalpha \cdot k \cdot l[/math]

dove

[math]l[/math]
è il tragitto totale del corpo, calcolabile con un po' di trigonometria elementare a partire da
[math]h_1[/math]
e
[math]h_2[/math]

Si vede bene che la massa si semplifica, e non ha influenza sul risultato finale. Inoltre anche

[math]g[/math]
si semplifica$

Noti ,

[math]h_1[/math]
,
[math]h_2[/math]
, $alpha$ e
[math]l[/math]
l'unica incognita è $k
[math].

Si ha

[/math]

k=frac{ h_1-h_2}{l*cosalpha}
[math]

Per un no o teorema trigonometrico, risulta essere

[/math]

l=l_1+l_2=frac{h_1+h_2}{sinalpha}
[math]

quin di il risulta o finale è

[/math]

k=frac{h_1-h_2}{h_1+h_2}tanalpha$

FINE

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