Conservazione energia

Un punto materiale parte con velocità nulla dalla posizione A e scende lungo un piano inclinato di \theta=15°, privo di attrito. Nella posizione B il piano è raccordato a una guida circolare di centro O e raggio R=1 m, anch'essa priva di attrito. Il segmento AB è tangente alla guida. Si vuole che il punto si stacchi dalla guida in corrispondenza dell'angolo \alpha=60° (punto C sulla guida).

Si calcoli di quanto la quota di A deve superare la quota di B.

Spostamenti nel rotolamento

Disco e blocco su piano inclinato

Molla, masse e piano inclinato

Sarebbe bene scrivere anche le unità di misura, ma si sono usate misura MKS

Dischi, massa e molla

I due dischi in figura, di massa M1 ed M2 e raggio R1 ed R2, sono vincolati a ruotare attorno ad assi passanti per i loro centri. I dischi  ruotano senza strisciare su un dischetto di massa trascurabile, anche esso ruotante attorno ad un asse centrale. Una massa M è appesa a un filo inestensibile, avvolto al disco di destra. Il disco a sinistra è collegato con una molla di costante elastica K e lunghezza a riposo nulla ad un punto fisso. Il sistema è inizialmente fermo con la molla scarica (allungamento nullo). Il sistema viene lasciato libero di muoversi. Quale è il massimo abbassamento della massa M?

Energia e corpo rigido

Un disco di massa M e raggio R è posto in un piano verticale. Esso è vincolato al suo centro a un asse orizzontale attorno al quale può ruotare senza attrito. Al suo bordo è fissata una massa m. Inizialmente il disco è tenuto fermo. Viene lasciato libero di ruotare: che velocità angolare avrà quando la massa m passa per il punto più basso?

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.