Marta spinge un carrello della spesa
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Marta spinge un carrello della spesa di massa 8,0 kg esercitando una forza di 18,4 N in una direzione che forma un angolo di 17° rispetto al pavimento. Considerando una forza di attrito dinamico di 8,3 N, calcola l’accelerazione del carrello.
Introduzione all’Argomento:
La dinamica dei corpi è un ramo della meccanica newtoniana che si occupa dello studio del moto dei corpi a partire dalle forze che lo causano o delle circostanze che lo determinano e lo modificano nel tempo e nello spazio del suo sistema di riferimento. Nella dinamica dei corpi si effettua quindi lo studio del moto, ma è bene fare una considerazione, non consideriamo il corpo come rigido, bensì come punto materiale. Di fondamentale importanza sono le tre leggi di Newton (il principio di inerzia, il principio di proporzionalità e il principio di azione e reazione) e il concetto di relatività galileiana.
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio Marta spinge un carrello della spesa esercitando una certa forza. Scomponiamo quest’ultima lungo l’asse orizzontale, in maniera tale da metterla in relazione con la forza di attrito dinamico che agisce sul carrello. A questo punto è sufficiente applicare il secondo principio della dinamica, esplicitare l’accelerazione, sostituire i valori numerici, fare i calcoli e ottenere così quanto richiesto. Si tratta di un esercizio abbastanza semplice, in cui bisogno però tener ben conto di tutte le forze che agiscono sul carrello.
Risoluzione dell’Esercizio:
Rappresentata graficamente la situazione, posso applicare il secondo principio della dinamica lungo l’asse orizzontale (impongo come verso positivo quello verso cui il carrello si muove):
$$F_x-F_{att}=ma$$
da cui:
$$a=\frac{F_x-F_{att}}{m}$$
Sapendo che $F_x=F\cos17^\circ$ posso riscrivere la formula come:
$$a=\frac{F\cos17^\circ-F_{att}}{m}=$$
$$=\frac{18,4N\cos17^\circ-8,3N}{8,0kg}=1,2\frac{m}{s^2}$$
