Un nuotatore di massa 60 kg si tuffa da fermo dalla piattaforma di un trampolino posto a un'altezza di 10,0 m. L'attrito con l'acqua fa in modo che il nuotatore si fermi dopo aver percorso 5,0 m sotto la superficie dell'acqua. Calcola il modulo della forza di attrito esercitata dall'acqua sul nuotatore.
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Livello 0
m g h = Uo energia iniziale del nuotatore; parte da 10 m sul livello dell'acqua, poi scende ancora di 5 m all'interno dell'acqua.
Uo = 60 * 9,8 * 10,0 = 5880 J; diventa energia cinetica 1/2 m v^2 quando entra in acqua;
U finale = 5880 + m g * 5 = 5880 + 2940 = 8820 J
Quando entra in acqua agiscono sul nuotatore la forza peso m * g, verso il basso, la forza di Archimede e la forza d'attrito che frenano la caduta verso il basso fino a fermarlo in 5 metri di spostamento S
F risultante = (F Archimede + F attrito) - F peso
Energia finale = 0;
(F risultante) * 5 = 0 - 8820;
F risultante = - 8820 / 5 = - 1764 N, verso l'alto;
(F Archimede + F attrito) = - 1764 + (60 * 9,8) = - 1764 + 588 = - 1176 N; versol'alto
Se consideriamo che F Archimede = F peso, in quanto il nuotatore galleggia in acqua:
F attrito dell'acqua = - 1176 + 588 = - 588 N verso l'alto.
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Genius II
