Torque

Adapted from:

http://courses.ncssm.edu/apb90/resources/guides/G11-1.net_torque.htm

A disc rotates about an axis O, which is passing through its center and perpendicular to the disc. It rotates by the application of two forces. A force of magnitude 11 N is exerted at a distance of 0.34 m from the axis and at an angle of 58° from a radial line extending from the axis through the point of application Q of the force. A second force of magnitude 15 N is exerted at a distance of 0.26 m from the axis and at an angle of 119° from a radial line extending from the axis through the point of application P of the force. Determine the net torque on the disc about its center and which way the net torque accelerates the disc.

Calcoliamo i momenti determinando il braccio delle forze, che in figura vedete dato come gli r perpendicolari.

Il momento risultante delle due forze (net torque) è, in modulo, di 0.24 N.m . Il momento di F1 (F2) è negativo (positivo), perché tende a produrre una rotazione in senso orario (in senso antiorario). Notiamo che i simboli τ_1 e τ_2 sono i moduli dei momenti delle forze. Il risultato positivo indica che l'accelerazione angolare è in senso antiorario.  L'unità di misura è  N.m, ma non chiamiamoli joules. Il joule reppresenta energia mentre ora non abbiamo energia ma momento della forza. 

Torque

(immagine da http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/cmms.html)

In Inglese, il momento della forze è il "torque". Questo è un semplice esercizio sull'equilibrio.

Per aver l'equilibrio dell'asta, che è posta su un fulcro in un punto diverso dal centro di massa, uso una massa appesa all'asta ad una distanza opportuna. 

Fasi Lunari in Inglese

Conservazione energia

Una massa scivola dalla quota 2R, partendo da ferma, su un piano inclinato liscio. Il piano inclinato si raccorda con una guida circolare liscia posta in un piano verticale. Determinare dove la massa si stacca dalla pista.

Conservazione dell'energia

nUn corpo puntiforme di massa m scivola lungo una pista liscia che termina in una circonferenza di raggio R, partendo da fermo da una altezza h rispetto il fondo della pista (vedi figura). Determinare il valor minimo di h perché il corpo possa fare il giro completo. Trovato questo valore, determinate la forza esercitata dalla pista sul corpo quando questo si trova nella posizione individuata dall’angolo q pari a 30°.

Due problemi sull' Impulso

Un blocco di massa m si muove su una pista rettilinea orizzontale senza attrito con velocità V. Ad un certo punto, attraversa un tratto molto breve che presenta attrito. Poi prosegue di nuovo sulla pista liscia con velocità V/2. Quale è l’impulso della pista sul blocco?

Una macchina di massa m si muove su una strada rettilinea con velocità V. Ad un certo punto, il guidato frena per un tratto molto breve. Poi prosegue di nuovo sulla strada con velocità V/2. Quale è l’impulso della strada sulla macchina?

Problema urto

In un test d’urto, un’auto di massa m=1500 kg urta contro un muro. La velocità iniziale ha modulo v_i=15.0 m/s e quella finale v_f= 2.6 m/s. Se la durata dell’urto è di 0.15 s, determinate l’impulso dovuto all’urto e la forza media esercitata sull’auto.

Problema conservazione energia

Problema doppio piano inclinato

Problema moto centro di massa

Un cannone ha sparato una granata con velocità, all’uscita dalla bocca da fuoco, di 20m/s a un angolo di 60° sopra il piano orizzontale. Al vertice della traiettoria la granata esplode rompendosi in due frammenti di uguale massa. Uno dei due, che immediatamente dopo l’esplosione ha velocità nulla, cade verticalmente. A che distanza dal cannone atterrerà l’altro frammento?