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ESERCIZI
sezione
C
La fisica del movimento
200
40
Due scatole
A
e
B
, rispettivamente di massa
m
e 2
m
,
si trovano su un piano orizzontale privo di attrito,
l’una a contatto con l’altra. La scatola
B
, essendo
spinta da una forza orizzontale
F
, spinge a sua
volta l’altra scatola. La forza che
B
esercita su
A
:
a
è nulla, perché le due scatole si muovono con ugua-
le accelerazione
b
ha la stessa intensità della forza di
A
su
B
c
ha intensità doppia rispetto alla forza che la scatola
A
esercita su
B
d
ha intensità pari alla metà di quella della forza che
la scatola
A
esercita su
B
41
Due ragazzi giocano al tiro alla fune. Individua, per
ogni azione, la corrispondente reazione. Rappresenta
graficamente la situazione, tracciando il diagramma
vettoriale delle forze agenti su ciascun ragazzo.
Cambia qualcosa se i due ragazzi si sfidano su un
pavimento perfettamente liscio?
42
Un uomo di 90 kg e suo figlio di 20 kg pattina-
no sulla superficie di un lago ghiacciato. Padre e
figlio stanno in piedi uno di fronte all’altro con le
mani accostate. Poi l’uomo comincia a spingere il
bambino. Trascurando l’attrito, calcola il modulo
dell’accelerazione del bambino sapendo che l’ac-
celerazione dell’uomo è di 0,10 m/s
2
. Se, a parità
di accelerazione dell’uomo, costui pesasse 20 kg di
meno e suo figlio 20 kg di più, come varierebbe il
modulo dell’accelerazione del bambino? Giustifica
la tua risposta.
[0,45 m/s
2
]
problemi di unità
43
In un cantiere edile un muratore sposta orizzon-
talmente un carrello applicando una forza costan-
te di 12,0 N per 4,00 s, fino a farlo muovere alla
velocità di 3,00 m/s. Supponendo che il carrello
parta da fermo con attrito trascurabile e acceleri in
modo uniforme, qual è la sua massa? E il suo peso?
[16,0 kg; 157 N]
44
Al supermercato un signore
spinge un carrello della spesa
di 40,0 kg sopra il pavimen-
to orizzontale. Calcola, tra-
scurando gli attriti, l’intensità
della forza orizzontale neces-
saria per accelerare uniforme-
mente il carrello in modo che
in 8,00 s possa raggiungere la
velocità di 2,00 m/s. Quanto
vale la reazione del suolo sul
carrello?
[10,0 N; 392 N]
45
Un carrello del peso di 14,7 N viene tirato, sopra un
piano orizzontale che sviluppa un attrito trascurabi-
le, da una forza costante di 6,00 N parallela al piano.
Quanto vale l’accelerazione del carrello se l’esperi-
mento viene effettuato in un luogo in cui l’accelera-
zione di gravità vale 9,81 m/s
2
? E se l’accelerazione
di gravità valesse 3,63 m/s
2
?
[4,00 m/s
2
; 1,48 m/s
2
]
37
Una mongolfiera di 300 kg sta ferma in aria senza
subire alcuna accelerazione verticale verso l’alto.
Quanta zavorra bisogna eliminare per ottenere
un’accelerazione verso l’alto di 0,500 m/s
2
?
[14,5 kg]
guida alla soluzione
Prima di far cadere la zavorra, la mongolfiera è ferma
perché la forza ascensionale che la spinge verso l’alto
è equilibrata dal ........................... diretto verticalmente
verso il basso. Pertanto, indicando con
m
la massa
della mongolfiera prima di rilasciare la zavorra, la
forza ascensionale deve avere intensità
F
=
m
......
Quando la zavorra di massa
m
z
viene rilasciata, la
massa totale della mongolfiera, che comincia a sali-
re verso l’alto con accelerazione
a
, è pari a
m
m
z
.
Applicando il secondo principio della dinamica alla
mongolfiera che sale, ottieni:
F
(......
......)
g
=
(......
......)
a
ossia, ricordando l’espressione di
F
e semplificando:
......
g
=
(......
......)
a
da cui:
m m
z
=
+
=
=
(
)
......
...... ......
......
.....
...... kg
.
......
......
m/s
m/s
kg
2
2
(
)
+
(
)
=
5
il terzo principio della dinamica
fisiCa per immagini
38
Se il blocco giallo ha massa maggiore del blocco verde,
a parità di forza
F
applicata, la forza di contatto fra i
due blocchi è maggiore nel primo caso, nel secondo o
è la stessa in entrambi i casi? Giustifica la tua risposta.
F
F
39
Vero o falso?
Le forze di azione e reazione agiscono
sempre sullo stesso corpo.
v f
A ogni forza esercitata da un corpo
A
su un corpo
B
, corrisponde una forza
contraria di uguale intensità esercitata
dal corpo
B
su
A
.
v f
Il terzo principio della dinamica non
vale, se a interagire sono due corpi
molto distanti fra loro.
v f
Per il terzo principio della dinamica
tutte le forze sono bilanciate.
v f
A differenza del secondo principio,
il terzo principio della dinamica
non è una legge vettoriale.
v f
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