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Una macchina di massa $10^{3}$ kg, la cui potenza massima è di $50\times 10^{3}$ Watt, affronta una strada in salita con una pendenza $\theta=30°$. Si calcoli (in assenza di attriti) la velocità massima con cui la vettura può percorrere la strada in salita.

La macchina è sottoposta a due forze. $\overrightarrow{F}$ generata dal motore, che la spinge verso l'alto e $\overrightarrow{P}$, la forza peso. La seconda legge di Newton si scrive:


\begin{displaymath}
\overrightarrow{F}+\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{a}\end{displaymath}

Proiettando lungo l'asse X (lungo il piano inclinato) si ottiene

\begin{displaymath}
F-mg\:\sin\alpha=ma_{x}\end{displaymath}

\psfig{file=23-06-2003-2.ps,width=7cm,angle=-90}

Moltiplicando questa relazione per la velocità $v_{x}$, si ottiene


\begin{displaymath}
Fv-mgv_{x}\:\sin\alpha=mv_{x}a_{x}\end{displaymath}

La potenza $\Pi$ della macchina è il termine $Fv_{x}$. Quando la velocità è massima, l'accelerazione è nulla e abbiamo:


\begin{displaymath}
\Pi-mgv_{\max}\sin\alpha=0\end{displaymath}

cioé:


\begin{displaymath}
v_{\max}=\frac{\Pi}{mg\:\sin\alpha}=\frac{50\times10^{3}}{10^{3}\times10\times0.5}=10\:\textnormal{m}/\textnormal{s}\end{displaymath}


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Nicolas Decamp 2005-11-22