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[Risolto] Quanto vale la forza applicata?

  

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Una bambina inciampa su una scatola di massa m = 820 g che si trova sul pavimento. La scatola inizia a muoversi e si ferma dopo 1,5 s a causa dell’attrito (coefficiente di attrito dinamico μd = 0,10). Puoi schematizzare la spinta come una forza costante che la bambina imprime alla scatola per un intervallo di tempo Δt = 1,0 x 10-3 s. Quanto vale la forza applicata?

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Determino la decelerazione della scatola dovuta all'attrito applicando il secondo principio della dinamica:
$$
\begin{gathered}
F_{a t t}=m a, \text { ovvero: } \\
m g \mu_d=m a, \text { da cui: } \\
a=g \mu_d=9,8 \frac{m}{s^2} \times 0,10=0,98 \frac{m}{s^2}
\end{gathered}
$$
Determino ora la velocità iniziale della scatola applicando la legge della velocità relativa a un moto uniformemente decelerato:
$v=v_0-a t$, sapendo che alla fine la scatola si ferma:
$$
\begin{gathered}
0=v_0-a t, \text { da cui: } \\
v_0=a t=0,98 \frac{ m }{ s ^2} \times 1,5 s=1,47 \frac{ m }{ s }
\end{gathered}
$$
Calcolo infine la forza impressa sulla scatola dalla bambina applicando il teorema dell'impulso:
$$
\begin{gathered}
I=\Delta p=m \Delta v=m v_0, \text { ovvero: } \\
F \Delta t=m v_0 \text {, da cui: } \\
F=\frac{m v_0}{\Delta t}=\frac{0,820 kg \times 1,47 \frac{m}{ s }}{1,0 \times 10^{-3} s }=1,2 \times 10^3 N
\end{gathered}
$$

Screenshot 20221114 134020



2

m*g*μk + m*a = 0

la massa m si elide 

accelerazione a = -g*μk = -0,9806 m/sec^2

Vi = -a*t = 0,9806*1,5 = 1,471 m/sec  

F = m*Vi/t = 0,82*1,471*10^3 = 1.206 N (1,21 *10^3 in notaz. espon.)



1

Qui per il teorema dell'impulso

mv0 = F*Dt

e per le leggi del moto uniformemente accelerato

v0 - ud g T = 0

Combinando le due relazioni scritte 

F = m ud g T/Dt = 0.82*0.10*9.806*1.5/10^(-3) N =

= 123*9.806 N = 1206 N



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SOS Matematica

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