forze, lavoro, energia – esercizio n. 1
Una forza applicata ad un corpo puntiforme di massa m = 0,175 kg lo fa passare da
una velocità v1 = 10 cm/s ad una velocità v2 = 98 cm/s.
Calcolare il lavoro compiuto dalla forza.
Se il moto è rettilineo e la forza applicata ha la stessa direzione della traiettoria del
corpo ed un modulo di 1 N, calcolare lo spazio ed il tempo in cui si ha la variazione
di velocità suddetta.
R.: 0,083 J ; 8,3 cm ; 0,15 s
Trasformiamo le velocità nel S.I.:
v1 = 10 cm / s = 10 ⋅ 10−2 m / s = 0,1 m / s
v 2 = 98 cm / s = 98 ⋅ 10−2 m / s = 0,98 m / s
Calcoliamo il lavoro L compiuto dalla forza come differenza dell’energia cinetica del corpo
rispettivamente alle velocità v2 e v1 :
1
1
1
L = ∆EC = EC2 + EC1 = ⋅ m ⋅ v 22 − v12 = ⋅ 0,175 ⋅ 0,982 − 0,12 = ⋅ 0,175 ⋅ 0,95 = 0,083 J
2
2
2
(
)
(
)
Conoscendo il lavoro L compiuto dalla forza e la forza stessa F è possibile calcolare lo
spazio in cui si ha la variazione della velocità:
L = F⋅s
L 0,083
s= =
= 0,083 m = 8,3 cm
F
1
Conoscendo la forza F e la massa m si può risalire all’accelerazione a:
F
1
a= =
= 5,714 m / s2
m 0,175
Dalla definizione dell’accelerazione a si può risalire all’intervallo di tempo ∆t cercato:
∆v
a=
∆t
∆v v 2 − v1 0,98 − 0,1
∆t =
=
=
= 0,15 s
a
a
5,714
