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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%.
