Esercizi da fare
Lavoro ed energia
Tracce da svolgere in autonomia. La soluzione finale compare con il pulsante sotto ogni traccia; ogni esercizio ha anche una pagina propria, da condividere con il link.
1. Lavoro di una forza inclinata
Un bambino tira un carrellino per lungo un marciapiede orizzontale con una corda che forma un angolo di con l’orizzontale. La tensione della corda è costante e vale . Calcolare il lavoro compiuto dalla tensione.
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
2. Lavoro del peso su un piano inclinato liscio
Un blocco di massa parte da fermo e scivola per lungo un piano inclinato liscio di . Calcolare il lavoro compiuto dal peso, il lavoro compiuto dalla reazione normale e la velocità finale del blocco.
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3. Lavoro della forza elastica
Una molla di costante elastica viene allungata da a rispetto alla lunghezza di riposo. Calcolare il lavoro compiuto dalla forza elastica durante l’allungamento.
Soluzione riservata a chi ha sbloccato la materia.
4. Lavoro di una forza che dipende dalla posizione
Un corpo si muove lungo l’asse da a sotto l’azione di una forza con componente , dove è in metri e in newton. Calcolare il lavoro compiuto dalla forza.
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5. Lavoro totale e variazione di velocità
Un corpo di massa passa dalla velocità di alla velocità di . Calcolare il lavoro totale compiuto dalle forze che agiscono su di esso.
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6. Spazio di frenata in autostrada
Un’automobile viaggia a su una strada orizzontale e frena con le ruote bloccate. Il coefficiente di attrito dinamico tra pneumatici e asfalto è . Calcolare lo spazio di frenata.
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7. Altezza massima di una palla
Una palla viene lanciata verticalmente verso l’alto con velocità da un punto che si trova a dal suolo. Trascurando l’attrito dell’aria, calcolare l’altezza massima raggiunta dalla palla, misurata dal suolo.
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8. Velocità minima di un pendolo
Un pendolo semplice ha un filo inestensibile, di massa trascurabile, lungo . Calcolare la velocità minima che la pallina deve avere nel punto più basso perché il filo arrivi in posizione orizzontale.
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9. Molla e rampa
Un blocco di massa è appoggiato a una molla di costante compressa di , su un piano orizzontale liscio. Liberata la molla, il blocco sale lungo una rampa liscia. Calcolare la velocità del blocco dopo il distacco dalla molla e l’altezza massima che raggiunge sulla rampa.
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10. Energia dissipata lungo uno scivolo
Un pacco di massa parte da fermo dalla cima di uno scivolo alto e arriva in fondo con velocità . Calcolare l’energia meccanica dissipata dagli attriti.
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11. Discesa da un piano inclinato scabro
Un blocco parte da fermo dalla sommità di un piano inclinato di e lo percorre per . Il coefficiente di attrito dinamico è . Calcolare la velocità del blocco alla base del piano.
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12. Potenza di un ciclista in salita
Un ciclista, di massa complessiva con la bicicletta , sale a velocità costante lungo una strada inclinata di . Trascurando attriti e resistenza dell’aria, calcolare la potenza che il ciclista deve sviluppare.
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13. Equilibrio in una curva di energia potenziale
Una particella si muove lungo l’asse soggetta solo a una forza conservativa con energia potenziale , dove è in metri e in joule. Determinare le posizioni di equilibrio e la loro stabilità, e stabilire per quali valori dell’energia meccanica una particella che si trova vicino a resta confinata in un intervallo limitato.
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