fisica - Liceo Locarno

FISICA
Serie 14: Meccanica II
II liceo
Esercizio 1 Attrito viscoso
Un battello di massa 1000 kg ha una velocità massima di 25 km/h. Supponiamo che
l’acqua eserciti una forza d’attrito viscoso F~atr = −λ~v , con λ = 30 N · s/m.
1. Fai un disegno con le forze.
2. Calcola l’intensità F0 della forza F~0 esercitata dall’elica quando il battello
avanza alla velocità massima.
Esercizio 2 Attrito viscoso
Considera una sfera in caduta libera (sotto l’effetto della forza esterna F~p ), il movimento sarà accelerato fino al raggiungimento di una velocità limite ~vL , velocità
per la quale F~p = −F~atr (attrito viscoso), poi sarà uniforme.
1. Determina la velocità limite a bassa velocità e a velocità più elevate in funzione
del raggio R della sfera.
2. Rappresenta qualitativamente in un grafico il valore della velocità limite in
funzione di R nei due casi.
3. Considera un granello sferico di diametro 1,0 cm (densità ρ = 0,92 · 103 kg/m3 )
che cade nell’aria (ηaria = 1,8 · 10−5 N · s/m2 , ρaria = 1,29 kg/m3 ), la legge di
Stokes sarà applicabile?
Esercizio 3 Attrito radente
Una fune tira un blocchetto di massa 500 g con una forza di intensità 2,5 N, come
schematizzato nella figura qui sotto.
F~
11111111111111111
00000000000000000
00000000000000000
11111111111111111
00000000000000000
11111111111111111
Determina il valore dell’accelerazione del blocchetto:
1. se la forza di attrito è nulla,
2. se vi è un attrito con coefficiente µc = 0,42 (supponendo quindi che il blocchetto si muove),
1
3. se il blocchetto è inizialmente fermo e il coefficiente di attrito statico vale
µs = 0,78 il blocco si metterà in movimento?
I coefficienti di attrito si riferiscono alla situazione acciaio su acciaio asciutto.
Esercizio 4 Attrito radente
Si vuole determinare il coefficiente di attrito cinetico per un corpo B (di massa
m = 0,3 kg) che scorre su un tavolo, a tale scopo si esegue l’esperimento seguente:
Si lancia B con una velocità iniziale ~v0 , il cui valore è v0 = 2,5 m/s, e si misura la
distanza percorsa fino all’arresto, si ottiene ∆x = 2,55 m.
1. Disegna la situazione e dopo aver spiegato (giustificando) che equazioni utilizzi,
esprimile rispetto al vettore di base che hai scelto.
2. Determina µc .
3. Sapendo che µs = 0,2, se si inclina il tavolo di un angolo β = π/4 rispetto
all’orizzontale, il corpo si metterà in moto?
Esercizio 5 Attrito radente
Un corpo A (di massa 0,5 kg) risale un piano inclinato (angolo α = π/6) con velocità
iniziale ~v0 di valore v0 = 2,8 m/s. Il coefficiente di attrito cinetico del piano vale
µc = 0,45.
1. Disegna la situazione e dopo aver spiegato (giustificando) che equazioni utilizzi,
esprimile rispetto al vettore di base che ha scelto.
2. Determina il tempo impiegato per fermarsi e la lunghezza dello spostamento.
3. Una volta fermo il corpo si rimetterà in moto (µs = 0,89)?
Esercizio 6 Attrito radente
Un PM di massa 0,7 kg è trainato, partendo da fermo, con una forza F~0 di intensità
2,5 N verso destra. Dopo 6 s la forza F~0 cessa e istantaneamente subentra una forza
d’attrito radente con µc = 0,49.
1. Disegna la situazione e dopo aver spiegato (giustificando) che equazioni utilizzi,
esprimile rispetto al vettore di base che hai scelto.
2. Determina il tempo impiegato per fermarsi e la distanza percorsa durante la
fase di arresto. (Indicazione: calcola prima ~v (6 s)).
3. Se quando è applicata la forza F~0 esiste pure un’attrito, quanto è il valore
massimo di µs affinché il PM si mette in moto?
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