A cura di: Stefano Sannella
{EtRating 2}
Su una pista di ghiaccio, una ragazzadi 50 Kg lancia in avanti un peso di 10 Kg alla velocità di 5 m/s.
Sapendo che il coefficiente di attrito tra la ragazza e il ghiaccio sia di $k=0,1$, si calcoli
1)La velocità iniziale della ragazza, che indietreggia
2)Quanto spazio percorre la ragazza prima di fermarsi
3)Il tempo in cui la ragazza è in movimento
1)
Siamo su un piano non liscio, però possiamo servirci della conservazione della quantità di moto per calcolare la velocità della ragazza subito dopo il lancio, dopodichè la sua velocità andrà scemando per l’effetto dell’attrito.
La quantità di moto prima del lancio è zero, e così deve essere subito dopo (la direzione della ragazza la prendiamo come positiva)
$0=q_(rag)-q_(peso)$
$q_(rag)=q_(peso)$
$(mv)_(rag)=(mv)_(peso)$
$50kg*v_(rag)=10kg*5m/s$
Risolvendo rispetto a $v_(rag)$
$v_(rag)=1m/s$
2),3)Useremo la dinamica e la cinematica per risolvere i quesiti 3 e 2, malgrado le considerazioni energetiche siano più agevoli.
Calcoliamo la forza d’attrito
$F_a=mg*k$
$F_a=50kg*10m/s^2*0.1$ (si è arrotondata l’accelerazione di gravità)
$F_a=50N$
Questa forza, applicata alla ragazza, provoca una decelerazione secondo la nota legge
$vecF=mveca$
Quindi
$vecF_a=mveca$
$a=(50N)/(50kg)$
$1m/s^2$
Il tempo lo troviamo con la legge della cinematica
$v=v_o-at$ ponendo la velocità finale $v=0$ e giustificando il "meno" davanti al termine $at$ con il fatto che l’accelerazione ha direzione opposta alla velocità.
$v_0=at$
$t=(v_o)/a$
$t=1sec$
Lo spazio lo troviamo sapendo che
$x=-1/2at^2+v_0t$
$x=1/2m$
FINE
- Fisica