Problema 4.1.1
Un sistema è costituito da due blocchi A e B, di massa rispettivamente m1=1,0Kg e m2=2,0Kg, collegati con un filo. I due blocchi sono posti su di un piano orizzontale. Al blocco B è applicata una forza F=13,8N (vedi fig.4.1).
Calcolare la velocità raggiunta dal sistema dopo aver percorso uno spazio l=1,50m.
Supponiamo il filo inestensibile e di massa trascurabile e il sistema inizialmente in quiete.
Supponiamo trascurabili gli attriti fra i blocchi e il piano.
Sul sistema agiscono, oltre alla forza F, i due pesi e le corrispondenti reazioni del piano d’appoggio. La risultante delle forze esterne è F+P1+P2+R1+R2=F.
La somma delle forze interne è nulla (L’azione di A su B è uguale alla reazione di B su A).
La massa totale del sistema è m=m1+m2.
Applicando il secondo principio della dinamica al sistema si ha:
a=F/m=F/(m1+m2)
Il moto del sistema è naturalmente accelerato (v0=0)
v2=2as=2Fs/(m1+m2), da cui v=3,71 m/s
Questo risultato si poteva ottenere con considerazioni di carattere energetico.
L’energia cinetica acquistata dal sistema è uguale al lavoro della forza esterna F
Fs=(m1+m2)v2/2
v2=2Fs/(m1+m2), da cui v=3,71m/s.