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Un blocco di ghiaccio di massa 2,0 kg scivola a una velocità di 1,0 m/s su un piano orizzontale, senza attrito, dove viene arrestato da un dispositivo dotato di una molla con costante elastica 80 N/m. Calcola l'energia cinetica del blocco e l'energia potenziale della molla in corrispondenza delle com-pressioni: a) 0,0 cm, b) 5,0 cm. c) Calcola la massima compressione che può essere raggiunta.

 

grazue mille 


 

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Energia cinetica del Blocco:

Ec = 1/2 m v^2 = 1/2 * 2,0 * 1,0^2 = 1,0 J;

Energia potenziale elastica: U = 1/2 k x^2;

Se x = 0 cm, la molla non è compressa quindi:

Uo = 0 J;

Ec = 1 J;

Se x = 5,0 cm = 0,05 m;

U1 = 1/2 * 80 * 0,05^2 = 0,1 J; (energia della molla);

La molla acquista l'energia che il blocco perde.

In assenza di attrito la  somma di U + Ec rimane costante (1,0 J)

Ec1= 1,0 - 0,1 = 0,9 J;

Quando il blocco si ferma, la molla avrà raggiunto la massima compressione, tutta l'energia iniziale del blocco diventa energia potenziale elastica.

1/2 k (x max)^2 = 1,0 J;

(x max)^2 = 2 * 1,0 / k;

x max = radicequadrata(2 / 80) = 0,16 m = 16 cm; (Compressione massima della molla).

Il blocco si fermerà contro la molla, poi ripartirà in verso contrario; la molla si scarica e il blocco riacquista energia cinetica. 

Ciao @marco_savelli5596 

 



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1/2·m·μ^2

con: m=2 kg; μ =1 m/s velocità iniziale

Si ha: Ec=1/2·2·1^2= 1 J energia cinetica iniziale

per x=0 si ha Ec=1;  U= energia energia potenziale molla= 0 J

Per  x=0.05 m Ec  diminuisce mentre aumenta U in modo tale che:

1/2·m·v^2 + 1/2·k·x^2 = 1

k = 80 N/m

1/2·2·v^2 + 1/2·80·0.05^2 = 1---->( v = 3·√10/10)

9/10 J + 1/10 J= 1

Max compressione x

1/2·k·x^2 = 1---> 1/2·80·x^2 = 1---> x = √10/20 m= 0.158 m (16 cm circa)



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Un blocco di ghiaccio di massa m = 2,0 kg scivola a una velocità  V di 1,0 m/s su un piano orizzontale, senza attrito, dove viene arrestato da un dispositivo dotato di una molla con costante elastica k = 80 N/m. Calcola l'energia cinetica del blocco e l'energia potenziale della molla in corrispondenza delle compressioni:

a) 0,0 cm,

Ek = m/2*V^2 = 1*1 = 1,0 joule

Um = k/2*x^2 = 80/2*0 = 0 joule 

 

b) 5,0 cm

E'k = Ek-U'm = 1-0,1 = 0,90 joule

U'm = k/2*x'^2 = 80/2*5^2*10^-4 = 0,10 joule 

 

c) Calcola la massima compressione x'' che può essere raggiunta.

x'' = √2Ek / k = √2/80 = 0,158 m (15,8 cm) 



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