Insicurezza su esercizi sui moti (unif. accelerato, armonico ecc.)
  • obrobrio2000
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    Insicurezza su esercizi sui moti (unif. accelerato, armonico ecc.)

    da obrobrio2000 » mer mar 04, 2020 10:34 am

    Ciao a tutti, ho appena iniziato Fisica nel secondo semestre del primo anno della triennale in Ingegneria Informatica. La prof ha assegnato alcuni esercizi per casa (senza esplicitare le soluzioni). Ho provato a svolgerli ma ho dei dubbi sull'esattezza dei miei ragionamenti, e dunque vorrei discuterne con voi se vi va.

    1) Due automobili sono capaci di acquistare, partendo da ferme, le accelerazioni (costanti) aA = 2,5 m/s^2 e aB = 3 m/s^2. Le due automobili sono ferme ad un semaforo e, quando scatta il verde, partono con le loro rispettive accelerazioni. Sapendo che i due guidatori hanno tempi di reazione delta tA = 0,5 s e delta tB = 0,75 s, si chiede:
    a) dopo quanto tempo, dall'istante in cui scatta il verde, l'automobile A raggiunge la B.
    b) a che distanza avviene il raggiungimento.

    Il mio svolgimento:
    Mi calcolo la differenza tra delta tA e delta tB = 0,25 s.
    Considero tA0 (tempo iniziale dell'automobile A) = -0,25 s e tB0 = 0.
    Considero vA0=vB0=0 (velocitá iniziale dell'automobile A) e xA0=xB0=0 (posizione iniziale dell'automobile A).
    Applico le leggi orarie e mi calcolo xA e xB:
    xA = 0,5*aA*(t-(-0,25))^2 = (5/4)t^2+(5/8)t+(5/64)
    xB = 0,5*aB*t^2 = (3/2)t^2
    (ho omesso i restanti termini delle leggi orarie essendo le velocitá e le posizioni iniziali uguali a 0).
    Per quanto riguarda la prima richiesta: pongo xA=xB e ne ricavo t = -0,11 s, che escludo, e t = 2,61 s, che é il tempo in cui le due auto si incontrano.
    Per quanto riguarda la seconda richiesta: pongo x=xA=xB = 0,5*aB*t^2 = 0,5*aB*(2,61)^2 = 10,21 m.

    2) Un grave, partendo da fermo da una quota H, giunge a terra percorrendo la seconda metá del suo tragitto in 1s. Trascurando l'attrito dell'aria, si calcoli:
    a) il tempo impiegato nella caduta
    b) la quota iniziale H
    c) la velocitá con cui arriva al suolo.

    Il mio svolgimento:
    b) H/2 = 0,5*g*t^2 = 0,5*9,8*(1)^2 = 4,9 m e dunque H = 9,8 m
    a) tTOT = sqrt(2H/g) = 1,414 s
    c) v = g*t oppure sqrt(2gH) = 13,8572 m/s

    3) Un punto esegue un moto armonico con legge oraria x(t)=A*cos(w*t+p) e con pulsazione w=2rad/s. Sapendo che all'istante t1=5s il punto si trova nella posizione x1=3cm con velocitá v1=-10cm/s,
    determinare A e p.

    Il mio svolgimento:
    Purtroppo questo non sono riuscito nemmeno ad iniziarlo. Per calcolare A secondo la legge oraria indicata mi serve comunque p, che peró é un'altra incognita del problema.

    4) La lama di un rasoio elettrico esegue un moto armonico di frequenza f=20Hz ed ampiezza A=0,1cm.
    Calcolare i valori massimi della velocitá e dell'accelerazione durante le oscillazioni.

    Il mio svolgimento:
    Converto A da cm a m = 0,001 m.
    Calcolo w = 2*pigreco*f = 20 rad/s.
    Mi trovo vMAX = Aw = 0,02 m/s.
    Mi trovo aMAX = Aw^2 = 0,4 m/s.

  • Pasquale
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    Re: Insicurezza su esercizi sui moti (unif. accelerato, armonico ecc.)

    da Pasquale » mer mar 04, 2020 3:44 pm

    Per il primo problema, non vedo errori.

    Per il secondo, nel punto a si fa riferimento al fatto che la seconda metà della distanza viene percorsa in 1s. Quindi, considerando solo la seconda metà, il moto è uniformemente accelerato, come giustamente hai scritto, ma avrà una velocità iniziale dovuta alla prima metà della caduata. Quindi la legge oraria che hai usato non è corretta. Gli altri due punti mi sembrano corretti.

    Per il terzo, è vero che hai la legge oraria, ma da quella puoi anche ottenere quella delle velocità. Così avrai due equazioni (posizione e velocità in funzione del tempo) in due incognite (l'ampiezza di oscillazione e la fase). Quindi potrai trovare sia A che p.

    Per il quarto non ci sono errori.

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