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problema di fisica

  

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Un cilindro di raggio 14,1 cm e massa

 

pari a 18,7 kg è posto in rotazione da un meccanismo in

 

grado di produrre una forza di 12,8 N che agisce sul bor-

 

do esterno del cilindro ed è diretta nella direzione tan- gente allo stesso bordo. La velocità iniziale del bordo del cilindro era di 6,23 m/s e la forza esterna ha agito per 4,32 s. ▸ Calcola la velocità angolare finale del cilindro e la sua

 

energia cinetica finale di rotazione.

 

Quanti giri ha descritto il cilindro nell'intervallo di tempo durante il quale la forza ha agito su di esso?

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2 Risposte



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Il cilindro gira sull'asse che passa per il centro? Non si capisce bene. 

r = 0,141 m;

Momento d'inerzia del cilindro:

I = 1/2 m r^2 = 1/2 * 18,7 * 0,141^2 = 0,186 kgm^2;

omega iniziale:

ωo = vo/r; (velocità angolare iniziale);

t = 4,32 s;

ωo = vo/r = 6,23 / 0,141 = 44,18 rd/s;

Momento della forza:

M = r * F = 0,141 * 12,8 = 1,805 Nm;

Momento della forza:

M = I * alfa;

alfa = accelerazione angolare;

alfa = M / I = 1,805/0,186 = 9,70 rad/s^2;

alfa= (ω - ωo) / t;

ω - ωo = alfa * t;

ω = alfa * t + ωo;

ω = 9,70 * 4,32 + 44,18 = 86,1 rad/s; (velocità angolare finale);

Energia cinetica di rotazione = 1/2 I ω^2;

E = 1/2 * 0,186 * 86,1^2 = 689,4 J;

angolo percorso theta θ: moto accelerato;

θ = 1/2 * alfa * t^2 + ωo * t;

θ = 1/2 * 9,70 * 4,32^2 + 44,18 * 4,32 = 281,4 rad; (angolo percorso);

angolo giro = 2 pigreco rad = 6,28 rad;

Numero di giri:

N = 281,4 / (2 pigreco) = 44,8 giri;  (compie circa 45 giri in 4,32 secondi).

Ciao  @anitay

 

@mg grazie mille!!



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Un cilindro di raggio r = 14,1 cm e massa m pari a 18,7 kg è posto in rotazione da un meccanismo in grado di produrre una forza di 12,8 N che agisce sul bordo esterno del cilindro ed è diretta nella direzione tangente allo stesso bordo. La velocità iniziale del bordo del cilindro era di 6,23 m/s e la forza esterna ha agito per 4,32 s.

Calcola la velocità angolare finale del cilindro e la sua energia cinetica finale di rotazione.

M di I = J = m/2*r^2 = 9,35*0,141^2 = 0,186 kg*m^2

momento M = F*r = 12,8*0,141 = 1,805 N*m

accelerazione angolare α =M/J = 1,805/0,186 = 9,71 rad/sec^2 

velocità angolare iniziale ωo = Vo/r = 6,23/0,141 = 44,18 rad/sec 

velocità angolare finale ω = ωo+αt = 44,18+9,71*4,32 = 86,13 rad/sec 

energia cinetica Ek = J/2*ω^2 = 0,093*86,13^2 = 690 joule 

 

Quanti giri ha descritto il cilindro nell'intervallo di tempo durante il quale la forza ha agito su di esso?

angolo Θ = ωo*t+α/2*t^2 = 44,18*4,32+9,71/2*4,32^2 = 281,5 radianti

n = 281,5/6,28 = 44,8 giri 



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