26 03 09 - Dipartimento di Fisica
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Università della Calabria Corso di Laurea in Ingegneria ESERCITAZIONI DI FISICA GENERALE 26/03/2009 PROBLEMI SULLE LEGGI DELLA DINAMICA E L’ENERGIA 1) - Un blocco di 3 kg scivola lungo un piano inclinato di lunghezza 1 m. Il blocco parte in quiete dalla sommità ed è soggetto ad una forza di attrito di 5 N; l’angolo di inclinazione è 30°. a) Usare i metodi dell’energia per determinare la velocità del blocco quando esso raggiunge il punto più basso del piano inclinato. b) Usando la legge fondamentale della Dinamica, si calcoli prima l’accelerazione e poi si verifichi la risposta precedente. c) Se si assume che il piano inclinato sia senza attrito, trovare la velocità finale del blocco e la sua accelerazione. 2) - I tre blocchi in figura sono connessi da fili leggeri che passano su pulegge prive di attrito. L’acce- lerazione del sistema è 2 m/s2 verso sinistra e le superfici sono scabre. Trovare (a) la tensione nei fili e (b) il coefficiente di attrito dinamico fra i blocchi e le superfici. (Si assuma lo stesso μ per entrambi i blocchi). 3) - Un blocco di 2 kg è posto su di uno di 5 kg ed entrambi poggiano su di un piano. Il coefficiente di attrito dinamico fra il blocco di 5 kg e la superficie è 0.2. Una forza F orizzontale è applicata al blocco di 5 kg. (a) Disegnare un diagramma di corpo libero per ciascun blocco. Quale forza accelera il blocco di 2 kg? (b) Calcolare la forza necessaria a tirare entrambi i blocchi verso destra con una accelerazione di 3 m/s2. (c) Trovare il minimo coefficiente di attrito statico fra i blocchi tale che il blocco di 2 kg non scivoli con un’accelerazione di 3 m/s2. 4) - Un blocco di 6 kg, inizialmente fermo, è tirato da una forza costante di 12 N diretta lungo l’asse delle x, su una superficie orizzontale liscia. Trovare la velocità del blocco dopo che si è spostato di 3 m. b) - Trovare l’accelerazione del blocco. c) - Si trovi la velocità finale del blocco, il lavoro compiuto dalla forza d’attrito, e il lavoro totale se la superficie è scabra e il coefficiente d’attrito vale 0.15. 1 ________________________________________________________________________________________________ Prof. Alessandro Fantini A.A. 2008/2009 Esercitazioni di Fisica Generale Università della Calabria Corso di Laurea in Ingegneria 5) - Un punto materiale di massa M = 1 kg cade da un’altezza h = 0.6 m prima di colpire una molla, a riposo, disposta verticalmente, comprimendola di un tratto h1 = 0.l m. (Vedi figura relativa). Trascurando la massa della molla, si determini la sua costante elastica. (PROVA D’ESAME) 6) – Un punto materiale, di massa M = 10-2 kg, é appoggiato ad una molla compressa di costante elastica k. La molla risulta compressa di un tratto d = 10 cm. Ad un certo istante, la molla viene lasciata libera di espandersi ed il punto materiale scivola, senza attrito, prima su di un piano orizzontale e poi lungo un piano inclinato. Sapendo che il piano ha una inclinazione di 30° e che il punto materiale si ferma dopo aver percorso un metro, dalla sua posizione iniziale, si determini il valore di k (si usi g = 10m/s2). 7) - Un corpo puntiforme, vincolato ad un filo di lunghezza l e carico di rottura Tm, ruota attorno ad un punto fisso O, su un piano orizzontale scabro. Ad un certo istante il filo si spezza ed il corpo si arresta ad una distanza d dal centro di rotazione O. Determinare la massa del corpo (μd = 0.15, l = 3 cm, d = 5 cm, Tm = 4.9 N). 8) - Un corpo di massa M viene lasciato cadere da un’altezza h = 2R. Al suolo vi è una guida, priva di attrito, costituita da due tratti circolari di raggio R = 5m. Il corpo cadendo si infila nella guida nel punto B ed esce nel punto C con una velocità parallela al suolo. Si determini la velocità del corpo nel punto C, trascurando l’attrito dell’aria. (Vedi figura) (PROVA D’ESAME) 9) – Una guida verticale scabra ha la forma di un quarto di circonferenza di raggio r = 10 m. Un blocchetto di massa m = 5 kg viene spinto dalla base della guida fino alla sommità, da una forza F tangente alla guida, di modulo tale da mantenere costante il modulo della velocità del blocchetto lungo tutta la traiettoria, uguale a vo = 5 m/s. Sapendo che il coefficiente d’attrito dinamico tra blocchetto e guida è μd = 0.3, determinare il lavoro della forza. 2 ________________________________________________________________________________________________ Prof. Alessandro Fantini A.A. 2008/2009 Esercitazioni di Fisica Generale
