Un trucchetto per i calcoli

C'è un semplice trucchetto per fare i calcoli dei problemi di fisica in modo rapido e senza commettere errori. Per esempio:

Un cilindro con momento d'inerzia I' può ruotare intorno al suo asse. Una corda è avvolta su di esso e passa nella gola di una carrucola. All'estremità della corda è attaccata una massa m. Con quale accelerazione scende la massa m?

Dopo aver fatto i diagrammi di corpo libero, scriviamo le equazioni per m,I ed I'. Mettiamo a sinistra i termini tipo "ma","I alpha". alpha è l'acc. angolare.

ma = mg-T

I alpha= Tr-T'r

I' alpha'=T'R

alpha=a/r; alpha'=a/R

Riscrivo il sistema:

ma = mg - T

I a/r = Tr-T'r

I' a/R= T'R

ma = mg - T

(I/r^2) a = T - T'

(I'/R^2) a = T'

Invece di ricavare e sostituire T' e T,  sommo le equazioni:

a [m+I/r^2+I'/R^2]= mg - T + T - T' + T' = mg

a= mg/[m+I/r^2+I'/R^2]

In questa maniera, l'accelerazione è trovata rapidamente senza ricorrere alle sostituzioni. 

Svolgere esercizio

Fate l'esercizio al link
http://www.edutecnica.it/meccanica/vincolix/29.htm

Sistemi tirante - puntone

Ho trovato un sito con diversi problemi interessanti.
Alcuni riguardano la composizione tirante /fune) e puntone (asta).
Si veda il link
http://www.edutecnica.it/meccanica/decompox/decompox.htm

Un problema d'esame

Un disco che pesa 50 N è appoggiato tra due piani inclinati lisci come  in figura. Trovate le reazioni vincolari.

L'equilibrio delle forze, risultante nulla, si scrive per le due componenti. Dato che P è noto, si ricavano N ed R.

Problema d'esame

Vi segnalo il seguente link, per la chiarezza con cui sono spiegate le modalità d'esame, i problemi con i relativi punti da risolvere (e i punteggi), e, infine, la soluzione degli esercizi.
http://elearn.ing.unipi.it/mod/folder/view.php?id=324

Sono temi d'esame di Fisica Generale 1 per Ing. Gestionale e Civile (Prof. F. Forti)

Un blocchetto di massa m_1= = 1 kg puòscendere all’interno di un tubo liscio piegato ad L di massa m_2 = 5 m_1 appoggiato su di un piano orizzontale lungo il quale si può muovere senza attrito. Sullo stesso piano, dal lato in cui il cui blocchetto fuoriesce dal tubo, è fissata una molla di costante elastica k = 0.12 kN/m e lunghezza a riposo L_o.  Inizialmente tutte le masse sono in quiete e la massa m_ 1 viene lasciata cadere nel tubo da un’altezza h = 80 cm.
Quesito 1.1 Trovare la velocit`a con cui il blocchetto m_1 fuoriesce dal tubo.
Quesito 1.2 Il blocchetto comprime la molla. Determinare la massima compressione della molla e quanto tempo intercorre tra quando il blocchetto tocca la molla a quando raggiunge la massima compressione.
Quesito 1.3 Successivamente il blocchetto, spinto dalla molla si muover`a nella stessa direzione del tubo. Dire se riuscirà a raggiungere il tubo ed in caso affermativo determinare che altezza  aggiunger`a all’interno del tratto verticale del tubo.

Problemi d'esame

Vi segnalo il seguente link, per la chiarezza con cui sono spiegate le modalità d'esame, i problemi con i relativi punti da risolvere (e i punteggi), e, infine, la soluzione degli esercizi.
http://elearn.ing.unipi.it/mod/folder/view.php?id=324

Sono temi d'esame di Fisica Generale 1 per Ing. Gestionale e Civile (Prof. F. Forti)

Problema 2, A.A. 2011/12 Appello del 11/01/2012.

Problema 2:
Un sistema per misurare la velocità angolare è costituito da un’asta verticale a cui sono sospese due masse identiche m = 0.25 kg attraverso due astine rigide prive di massa di lunghezza  l = 20 cm. Misurando l’angolo θ che le due astine formano rispetto alla verticale si può determinare la velocità angolare di rotazione dell’asta.
Quesito 2.1 Determinare la relazione tra la velocità angolare ω dell’asta e l’angolo formato
dalle astine con la verticale trascurando tutte le forze di attrito. Si determini numericamente la minima velocità angolare ω per cui le astine si sollevano.
Quesito 2.2 Si consideri adesso che le due masse m siano soggette ad una forza di attrito viscoso proporzionale alla loro velocità F_v = −βv con β = 3.0 kg/s. Supponendo che l’asta venga mantenuta in rotazione da un motore con una velocità angolare doppia rispetto alla minima velocit`a calcolata al punto precedente (ω1 = 2ω), calcolare la potenza fornita dal motore per vincere l’attrito viscoso.
Quesito 2.3 Improvvisamente il motore si spegne ed il sistema comincia a rallentare a causa dell’attrito viscoso. Calcolare la componente verticale L_z del momento angolare del sistema rispetto al punto di sospensione delle sbarrette all’istante in cui il motore si spegne. Utilizzando la seconda equazione cardinale, calcolare dopo quanto tempo L_z si è ridotto del 10%.

Problemi d'esame

Vi segnalo il seguente link, per la chiarezza con cui sono spiegate le modalità d'esame, i problemi con i relativi punti da risolvere (e i punteggi), e, infine, la soluzione degli esercizi.
http://elearn.ing.unipi.it/mod/folder/view.php?id=324

Sono temi d'esame di Fisica Generale 1 per Ing. Gestionale e Civile (Prof. F. Forti)

Problema 2, A.A. 2011/12 Appello del 31/01/2012.


Due masse puntiformi m1 = 5.0 kg ed m2 = m1/2 sono collegate con una sbarretta sottile priva di massa di lunghezza L = 25 cm. Il sistema viene inizialmente tenuto con la sbarretta orizzontale sopra un piolo che si trova sulla verticale del centro geometrico della sbarretta, ad un altezza h = L/2 . Il sistema viene lasciato cadere da fermo, sotto l'azione della gravità. Colpendo il piolo la sbarretta si aggancia al piolo ed inizia a ruotare intorno ad esso senza attrito.
Quesito 2.1 Calcolare la velocità angolare omega 0 della sbarretta subito dopo che si è agganciata al piolo.
Quesito 2.2 Calcolare la velocitàa angolare omega 1 della sbarretta quando la massa m1 si trova sulla verticale del piolo e sotto di esso.
Quesito 2.3 Determinare il modulo, direzione e verso della forza esercitata dal piolo sulla sbarretta quando essa si trova nella posizione del punto 2.