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[Risolto] problema di fisica

  

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Un uomo tira una slitta, inizialmente ferma, su cui siedono due bambini, sul suolo coperto di neve. La slitta viene tirata mediante una fune che forma un angolo $\theta$ con l'orizzontale (vedi figura). La massa totale dei bambini è $\mathrm{M}$, mentre quella della slitta è $\mathrm{m}$. Il coefficiente di attrito statico è $\mu_{\mathrm{s}}$, mentre quello dinamico è $\mu_{\mathrm{D}}$. Si trovino la forza di attrito esercitata dal suolo sulla slitta e l'accelerazione del sistema slitta-bambini se la tensione $\vec{T}$ della fune ha l'intensità: $\mathrm{T}=100 \mathrm{~N} ; \mathrm{T}=140 \mathrm{~N}$. Mantenendo fisso l'angolo $\theta$, determinare il valore minimo di T per sollevare totalmente la slitta. $\left[\theta=40^{\circ} ; M=45 \mathrm{~kg} ; m=5 \mathrm{~kg} ; \mu_{\mathrm{s}}=0.20 ; \mu_{\mathrm{D}}=0.15\right.$ ]

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A) tensione T = 100 N

A.1) primo distacco (con μs)

((M+m)*g-T*sen 40°)*μs+(M+m)*a = T*cos 40°

(50*9,806-100*0,6428)*0,20+50*a = 100*0,7660

50*a = 76,6-85,20 ....il valore negativo indica che la slitta non si muove

forza attrito Fa =  85,20 N > 76,6

 

B) tensione T' = 140 N

B.1) primo distacco (con μs)

((M+m)*g-T'*sen 40°)*μs+(M+m)*a = T'*cos 40°

(50*9,806-140*0,6428)*0,20+50*a = 140*0,7660

50*a = (107,25-80,06) N 

accelerazione a' = (107,25-80,06)/50 = 0,544 m/s

forza attrito F'a = 80,06 N 

 

B.2) in movimento (con μd)

((M+m)*g-T'*sen 40°)*μd+(M+m)*a'' = T'*cos 40°

(50*9,806-140*0,6428)*0,15+50*a'' = 140*0,7660

50*a'' = (107,25-60,04) N 

accelerazione a'' = (107,25-60,04)/50 = 0,944 m/s

forza attrito F''a = 60,04 N 

 

C)

C.1) per sollevare completamente la sola slitta, la tensione T1 deve valere :

T1 = 5*g/sen 40° = 5*9,806/0,6428 = 76,28 N

 

C.2) per sollevare completamente  slitta+carico, la tensione T2 deve valere :

T2 = 50*g/sen 40° = 50*9,806/0,6428 = 762,8 N

 

@remanzini_rinaldo Grazie!

 

@remanzini_rinaldo 

Illustrazione top…ma manca un bambino 😂🙈👍🏻🔝🔝🔝



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@anna-supermath  👍👍

👍🏻😃👋🏻



Risposta
SOS Matematica

4.6
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