giovedì 18 marzo 2010

esercizi - lavoro/energia 1

Facili (o comunque dirette):

1) Una forza F agisce per 3 metri e accelera un punto da zero a V. Se invece agisce per 48 metri, che velocità trovo?

2) Con lavoro 10 vado da 0 a 3 m/s. Per abdare da 0 a 6 m/s quanto lavoro mi serve?

3) Una forza ha le componenti (10,10), ed un'altra (10,-10). Agiscono assieme su un punto di massa 1 kg, inizialmente fermo nell'origine e non sogggetto ad alcun vincolo. Quando ha percorso 10 m, che lavoro totale è stato compiuto su di lui?

4) Un oscillatore massa-molla ha F = -3x, massa 1 kg, e oscilla con ampiezza 10 m. Quanto lavoro viene compiuto da questa forza in: (i) 1/4 di periodo, (ii) mezzo periodo da -10 a + 10, (iii) mezzo periodo da 0 a 0, (iv) un periodo?

5) Un oggetto è in caduta libera (parte da fermo). La gravità in 1 secondo compie lavoro L su di lui. In due secondi che lavoro compie?

6) Nel problema di prima la gravità compie un certo lavoro A in 1 secondo, e un certo lavoro B in 1 metro. A, B, nessuno dei due, o tutti e due, dipendono o no (i) dalla quota con cui inizia la caduta, (ii) dalla velocità con cui inizia la caduta? (spiega)

Meno banali:

7) Una barca a vela col vento in poppa percorre 10 km, ed il vento risulta aver compiuto lavoro 100. Se la stesssa distanza viene compiuta col vento al traverso (stessa velocità del vento e stessa velatura), il lavoro compiuto dal vento in 10 km quanto è?

8) Un pendolo ha lunghezza 2 m e massa 1 kg. Per aprire l'angolo di 30 gradi, che lavoro si compie?

9) Sempre lo stesso pendolo. Lo lascio partire (da fermo) da un angolo piccolo x. Sia v la velocità con cui arriva alla verticale. Come dipende v da x?

15 commenti:

  1. nell'es 4 per periodo si intendono i 10 m?

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  2. periodo vuol dire che parto da -10, arrivo a 10 e torno indietro (o il contrario, secondo i gusti).

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  3. ..no siam messi male.. almeno a lezione riuscivo benissimo a farli...questi no... uff... proverò a svolgerli entro domani.... commento adesso perchè almeno può notare che li guardiamo gli esercizi ma magari non commentiamo sempre.

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  4. però, prendiamo come esampio il 5. Uno può dire: provo a dare una massa all'oggetto che cade, e poi faccio il conto: quanta strada fa in 1 secondo? Questo non è difficile. Nota la strada, il calcolo del lavoro non è diverso da quelli svolti in classe. Ripeto tutto con due secondi: che viene fuori? e poi: mi aspetto che con un'altra massa il risultato cambi? Sono tutti passi che uno sa fare. Quindi, invece che guardare e meditare, meglio provare. Almeno le prove più ovvie. Quando le prove non portano da nessuna parte, allora uno può darsi alla meditazione.

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  5. nell'es 1 avrò che la velocità cercata quando agisce su 48 metri è circa 2 volte e qualcosa la velocità1?

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  6. ES 2) LA RISPOSTA è L=120 ?

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  7. per il 5 non ci sono problemi... ma per l'8 e il 9 buio totale... ho capito che centra la definizione di radiante in modo da calcolare l'arco dello spostamento... ma non so come fare...

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  8. x anonimo (datevi un nome): (1) nel caso dei 48 metri, la forza agisce su un percorso 16 volte più lungo che 3 metri. Riparti da qui. (2) con 120 J, sarebbe 12 volte più lavoro che nel caso dei 3 m/s. E quindi otterrei 12 volte più energia cinetica, che vorrebbe dire molto più che raddoppiare la velocità. Riprova con numeri più piccoli.

    per cb90: nell'8 il passo chiave è scrivere il dislivello in termini dell'angolo.

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  9. 1) per 48m trovo 16V
    2) da 0 a 6 m\s trovo lavoro=40J
    3)ho fatto un disegno in cui sembrera che il lavoro tot sia 0 ma probabilmente ho sbagliato il disegno
    4)a)L=0
    b)L=0
    c)L=300
    d)L=1200
    5)?
    6)?
    7)non ho capito vento al traverso intende perpendicolare alla barca o vuol dire che arriva nella stessa direzione ma verso opposto rispetto a prima? nel caso sia perpendicolare dovrebbe essere L=0 perchè se F sarebbe=0
    8) F=m*a=1*10m\s^2 s=pigreco terzi quindi L dovrebbe essere 10\3pigreco
    9)maggiore è l'angolo x maggiore è v ma non so dire altro
    aspetto qualke spiegazione

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  10. x deb, alcune risposte:
    (1) quella che si moltiplica per 16 è l'energia, non V. (2) ok. (3) il problema è stabilire da che parte si va: facciamo che (a) si va da (0,0) a (0,10), e (b) da (0,0) a (10,0). il risultato è diverso, che viene fuori? (4) Mettiamola così: tra le 4 risposte ci sono tre zeri e un 300. Qual'è l'ordine giusto? (5) prova cinque soluzioni diverse, che portino tutte a qualche numero, e se decidi che sono tutti sbagliati ne riparliamo. Ma prima devono spuntare fuori cinque numeri sbagliati. (6) ne parliamo dopo aver chiarito il (5). (7) vento al traverso è perpendicolare alla barca. La barca si muove, quindi il vento il suo lavoro lo fa. Una cosa è la direzione del vento, un'altra quella delle forze che esso produce. (8,9) Commento in seguito.

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  11. 1) la velocità è circa 4 volte v. ( ho provato con qualche calcolo)
    3)a) da (0,0) a (0,10) L= 0J ; b) da (0,0) a (10,0) L=200J
    4) a)L=0 ; b) L=0 ; c)L=300 ; d)L=0;
    9)v è direttamente prop rispetto a x perkè L=Fs e se ho sempre la stessa forza man mano ke aumenta lo sapostamento s, che dipende da x; aumenta anke il lavoro. ma so anke ke il lavoro=kf-ki. in questo caso ki=0 quindi se il lavoro è aumentato vuol dire ke aumenta anke kf ma kf=1\2m v^2. 1\2 e m sono costanti, quindi vuol dire k aumenta v^2 quindi v

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  12. x deb: ok (1) e (3. Nel (4) il 300 è il primo (1/4 di periodo) perchè è l'unico caso in cui le velocità di partenza e arrivo sono diverse (immagino che uno prenda l'1/4 da un estremo al centro, o dal centro a un estremo).
    (9): Non ho sempre la stessa forza. Lasciamo perdere la trigonometria, ma siccome so che alla fine viene fuori una x(t) sinusoidale, le forze attive (quelle che, come risultanti di gravità e vincoli, agiscono parallele al moto) devono essere del tipo oscillatore armonico.

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  13. 5) uso la formula L=Kf-Ki so che Ki=0 quindi L=Kf il lavoro risulta proporzionale alla massa cioè se raddoppio la massa raddoppia ank L ec... se dopo un secondo il lavoro è L dopo 2 secondi è 4L

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  14. gli es 6 e 7 non riesco prorpio a farli.

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  15. per deb: sul 5, attenzione: lavoro = forza per spostamento, non forza per tempo. Occorre valutare lo spostamento in tempi diversi.

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