da navigatore » 03/08/2015, 23:18
Beh, se non altro hai scritto qualcosa, il che significa che, se vuoi, puoi fare. Qui non tutto va bene di quello che hai scritto, ma almeno c'è del ragionamento. Allora vediamo.
La massa $m$ scende con moto accelerato, l'eq.del moto è :
$ma = mg-F$ --------(1)
dove sono incognite $a$ ed $F$ . Ma $F$ dipende dal moto del disco di massa $M$ , quindi ci vogliono altre equazioni.
Come suggerisce il disegno, la $F$ è la stessa forza che agisce alla periferia del disco tramite il filo, perché la puleggia si considera senza massa. Sul disco oltre ad $F$ agiscono la forza di attrito $f$ , diretta per ipotesi come $F$ , e il peso $Mg$ , la cui componente sull'asse $x$ (orientato verso l'alto) vale $-Mgsen\varphi$ . Perciò il moto del CM del disco è retto da:
$-Mgsen\varphi + F + f = Ma_c$ ---------(2)
dove $a_c$ è l'accelerazione del CM del disco . La (2) è la prima eq. cardinale della Din. aqpplicata al disco.
Quanto vale $a_c$? Devi considerare che il disco ha come centro di istantanea rotazione il punto di contatto $P$ col p.i. , quindi se il filo accelera di $a$ il CM del disco accelera della metà, cioè risulta :
$a_c = 1/2a$ --------(3)
Inoltre, ruotando il disco con centro istantaneo in $P$, c'è una accelerazione angolare del disco :
$\alpha = a_c/R = a/(2R) $ ----------(4)
che tiene conto del rotolamento puro.
Infine, scriviamo la 2° eq. cardinale della Din. assumendo come polo il CM del disco :
$FR -fR = I_c*\alpha$ ---------(5)
Ecco , queste equazioni permettono di determinare $F,f, a,a_c, \alpha $ .
Una volta trovata la accelerazione $a$ del filo, che è uguale alla accelerazione della massa sospesa $m$ , è facile rispondere ai tre quesiti del problema . Il primo quesito si risolve considerando che il moto della massa $m$ è unif.accelerato verso il basso : non dovrebbe essere difficile trovare ciò che chiede.