Piano inclinato e forza potenziale elastica

Messaggioda pitagora11 » 05/03/2015, 12:58

Ciao a tutti,
ho un dubbio sulla risoluzione di problemi con l'applicazione dell'energia potenziale elastica.
Supposto di avere un piano inclinato liscio con angolo \theta e lunghezza l, con una molla di costante elastica k posta alla fine di esso (quindi a quota 0), come trovo la compressione della molla stessa quando una massa cade dalla massima altezza h del piano inclinato?

Io ho ragionato in questo modo:
Siccome durante la discesa agiscono solo forze conservative (ovvero la forza peso e quella elastica), allora posso applicare la conservazione dell'energia meccanica nell'istante iniziale A (massa situata alla massima altezza h del piano inclinato) e finale B (quando la massa ha generato la massima compressione sulla molla). Quindi:

$ Em(A) = mgh = 1/2kx^2 = Em(B) $
$ x=sqrt((2mgh)/k) $
con $ h=lsin\theta $

E' giusto così o mi sono perso qualcosa?
Il problema è che ho un esercizio che mi fornisce i seguenti dati
k=10 kN/m m=30 kg l=3 m \theta=30°
e le seguenti opzioni come risultato per la compressione della molla
(a) 0.5 m (b) 1 m (c) 0.1 m (d) 0.3m

Io mi trovo con le formule precedenti che x=0.593 m. Non credo però di poter fare un'approssimazione tale per arrivare all'opzione (a), oppure si?

Grazie in anticipo :)
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Re: Piano inclinato e forza potenziale elastica

Messaggioda Scotti » 05/03/2015, 13:33

Ciao Pitagora

il tuo procedimento è esattamente quello da seguire. Hai però sbagliato i calcoli ricontrolla. Infatti viene:

$x = 0,297 m$

quindi la risposta (d).

Bye
“…..Per quanto inaccessibili possano sembrarci questi problemi, abbiamo, nondimeno, la ferma convinzione che la loro soluzione deve conseguire in un numero finito di processi logici…“
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Re: Piano inclinato e forza potenziale elastica

Messaggioda pitagora11 » 05/03/2015, 14:53

Incredibile, ho provato almeno 4 volte a rieseguire i calcoli e ora mi trovo con il tuo risultato :shock:
Forse la calcolatrice si era emozionata xD

Un'ultima domanda: ma se la molla si fosse trovata in cima e quindi avesse spinto la massa, l'energia meccanica nell'istante iniziale sarebbe stata data dalla somma dell'energia potenziale elastica e di quella gravitazionale (e ovviamente in B l'energia sarebbe stata tutta cinetica), giusto?
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Re: Piano inclinato e forza potenziale elastica

Messaggioda Scotti » 05/03/2015, 15:57

Esatto, avresti avuto

$mgl*sin(theta) + 1/2 k x^2 = 1/2 m v^2 $

dove $v$ è la velocità all'uscita dal piano inclinato.

Bye
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Re: Piano inclinato e forza potenziale elastica

Messaggioda pitagora11 » 12/03/2015, 19:25

Grazie mille!
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