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[Risolto] Problema di fisica

  

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Un punto materiale di massa m=0.2 kg è posto su di un piano inclinato scabro di coefficiente d’attrito dinamico μd che forma con il piano orizzontale un angolo θ=30°. Il punto materiale, partendo da fermo da una altezza h=0.8 m rispetto al piano orizzontale, scende lungo il piano inclinato che si raccorda con un piano orizzontale liscio. Alla fine del piano orizzontale, il punto materiale si attacca ad una molla posta inizialmente nella sua posizione di riposo ed inizia un moto di oscillazione. Si misura che durante il moto di oscillazione la molla viene compressa di un tratto massimo xA=0.2 m e che il periodo di oscillazione del sistema è uguale a T=1 s.
Si chiede di determinare:
1. la costante elastica K della molla;
2. la velocità massima del moto di oscillazione;
3. l’accelerazione massima del moto di oscillazione;
4. il coefficiente di attrito dinamico μd esistente tra punto materiale e piano inclinato.
NOTA: riferendosi al testo del problema, nella figura il tratto AB è scabro mentre il tratto BC è liscio

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molla 

T^2 = 6,2832^2*m/k 

k = 39,5*0,2/1 = 7,90 N/m 

velocità angolare ω = 6,2832/T = 6,2832 rad/sec 

Vmax = ω*x = 6,2832*0,2 = 1,256 m/sec 

amax = ω^2*x = 6,2832^2*0,2 = 7,90 m/sec^2 

 

piano inclinato 

k*x^2 = m*V^2

quadrato della velocità reale V^2 = k*x^2/m = 7,90*0,2^2/0,2 = 1,58 m^2/sec^2 

quadrato della velocità senza attrito Va^2 = 2gh = 19,6*0,8 = 15,68 m^2/sec^2 

energia persa per attrito Ea = m/2*(Va^2-V^2) = 0,1*14,10 = 1,41 joule 

Ea = 1,41 = m*g*cos 30°*h/sen 30°*μ

coeff. di attrito μ = 1,41 /(0,2*9,806*0,866*1,6) = 0,519 



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