Cinematica Gianluca Ferrari Moto circolare
Dinamica del moto circolare uniforme
1. Una pietra di massa 𝑚 = 2,0 𝑘𝑔 legata a una corda viene fatta ruotare su una circonferenza orizzontale avente raggio 𝑟 = 41 𝑐𝑚. La corda forma un angolo 𝜃 = 38° con la verticale.
- Quanto vale la tensione nella corda?
- Qual è la velocità della pietra?
2. Un motociclista percorre una curva di 120 m di raggio alla velocità di 90 km/h.
Che informazione se ne può ricavare circa il coefficiente di attrito statico μ, tra la gomma della ruota e l’asfalto della strada? 𝑅 ∶ [𝜇𝑠 ≥ 0,53]
(Olimpiadi della Fisica, gara nazionale di secondo livello, 2002)
Moto circolare uniformemente accelerato
3. Un volano del diametro di 1,20 𝑚 gira alla velocità angolare di 200 𝑔𝑖𝑟𝑖/𝑚𝑖𝑛.
a. Qual è la sua velocità angolare in 𝑟𝑎𝑑/𝑠?
b. Qual è il modulo della velocità lineare di un punto sul bordo del volano?
c. Qual è, in 𝑔𝑖𝑟𝑖/𝑚𝑖𝑛2, l’accelerazione angolare costante necessaria per portare a 1000 𝑔𝑖𝑟𝑖/𝑚𝑖𝑛 in 60,0 𝑠 la velocità angolare del volano?
d. Quanti giri compirà durante questi 60,0 𝑠?
4. Il piatto di un vecchio giradischi gira alla velocità angolare di 33,33 𝑔𝑖𝑟𝑖/𝑚𝑖𝑛.
Un seme di cocomero si trova sul piatto a 6,0 𝑐𝑚 dall’asse di rotazione.
a. Calcolate l’accelerazione del seme, ammettendo che non slitti.
b. Qual è il valore minimo del coefficiente di attrito statico fra seme e piatto che impedisce lo slittamento?
c. Supponendo che il giradischi, partendo da fermo, abbia raggiunto la sua velocità normale in 0,25 𝑠 con un’accelerazione angolare costante,
Cinematica Gianluca Ferrari Moto circolare
calcolate il valore minimo del coefficiente di attrito statico che impedisce lo slittamento dell’oggetto nel corso dell’avviamento.
5. Una moneta di massa 𝑚 = 7,5 𝑔 è posta su un disco orizzontale a una distanza di 20 𝑐𝑚 dal centro del disco. Il disco, inizialmente fermo, viene messo in rotazione con accelerazione angolare costante 𝛼 = 0,32 𝑟𝑎𝑑/𝑠2. Supponendo che grazie all’attrito statico la moneta ruoti solidalmente con il disco, determinare:
a. L’istante in cui l’accelerazione centripeta diventa il doppio di quella
tangenziale; 𝑅 ∶ [𝑡 = 2,5 𝑠]
b. Il modulo della forza di attrito in tale istante.
𝑅 ∶ [𝐹𝑎 = 1,1 ⋅ 10−3 𝑁]
