Problemino di fisica sul lavoro!?

Andrea e Bernardo tirano un carrello a velocità costante. Andrea lo tira con una corda inclinata di 30° rispetto allo spostamento, Bernardo nello stesso verso dello spostamento. Se la forza esercitata da Bernardo è di 120N e il carrello si sposta in entrambi i casi di 50 m, calcolare la forza di attrito e il lavoro speso da ciascun ragazzo...

Allora, per calcolare il lavoro di Bernardo è facilissimo, basta fare 120N * 50m... e ok!

Per calcolare il lavoro di Andrea invece devo moltiplicare il modulo della forza (che non conosco!!) per la proiezione dello spostamento sul vettore forza (che ho calcolato con Pitagora e risulta essere circa 43,3. Ma come faccio a trovare la forza di Andrea???

E poi, cosa c'entra l'attrito?? E come faccio a calcolarlo non sapendo né il coefficiente di attrito né il peso del carrello?

Aiutatemi, sto impazzendo!

Grazie in anticipo!

1 risposta

Classificazione
  • OldRaf
    Lv 7
    9 anni fa
    Risposta preferita

    L'importante è osservare che la velocità è costante.

    Quindi accelerazione zero.

    Quando opera Bernardo applica la forza T al carrello. L'altra forza applicata al carrello è la forza di attrito Fa.

    Per la 2a legge di Newton (F = ma) allora

    T - Fa = ma

    Essendo l'accelerazione a nulla, avremo

    T - Fa = 0

    Perciò la forza d'attrito è

    Fa = T = 120 N

    Quando opera Andrea con la forza U inclinata, la componente nella direzione dello spostamento è

    la componente Ux ed è ostacolata sempre dalla stessa forza di attrito Fa (perchè essa dipende solo dalla massa del carrello, dalla natura delle superfici, le quali non sono cambiate)

    Sempre per la legge di Newton, muovendosi il carrello con accelerazione zero anche sotto l'azione della forza applicata da andrea, avremo

    Ux - Fa = 0

    da cui

    Ux = Fa = 120 N

    Quindi andrea compie lo stesso lavoro L

    L = Ux * 50 = 120 * 50 = 6000 J

    Per completare il discorso osserviamo che la componente Uy della forza applicata da Andrea non compie lavoro in quanto perpendicolare alla diresione del moto.

    Inoltre, essendo Ux = 120 N, dal triangolo rettangolo con un angolo di 30° (in un triangolo rettangolo così il cateto opposto a 30° è metà ipotenusa -------> Uy = U/2) ricaviamo con pitagora il modulo della forza U applicata da Andrea

    U^2 = Ux^2 + (U/2)^2

    U^2 - (U/2)^2 = Ux^2

    (3/4)U^2 = Ux^2

    Rad(3) U = 2Ux

    U = 2Ux / Rad(3) = 2* 120 / RadQ(3) = 139 N

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