Esercizi sulla dinamica rotazionale

  1. La massa di un corpo rettangolare appoggiato su un piano inclinato di 35° vale 8 kg. Una carrucola di forma cilindrica posta sulla sommità del piano inclinato ha una massa di 10 kg ed un raggio di 40 cm. Attorno alla carrucola è arrotolata una corda collegata al corpo rettangolare. Tenendo conto che il piano inclinato ha un coefficiente di attrito di 0,1, calcola: a) le accelerazioni angolare e lineare del sistema; b) la velocità angolare che ha raggiunto il cilindro, quando il corpo rettangolare ha percorso 5 m lungo il piano. Icilindro=1/2 m R2
  2. Con che velocità deve essere lanciato sul piano orizzontale un anello avente una massa di 800 g, un raggio interno di 30 cm ed un raggio esterno di 40 cm, affinché raggiunga un punto posto a 2 m da terra con una frequenza di rotazione di 8 Hz? Quale, invece, dovrebbe essere la sua velocità se si tenesse conto della perdita energetica per attrito, pari a –120 J? Ianello = 1/2 m (Rest2 – Rint2)
  3. Due bambini A e B hanno masse di 30 kg e 40 kg rispettivamente. Si trovano su una giostra con momento d’inerzia 240 kg m², che sta girando con un periodo di 2,8 s. Inizialmente sono seduti a distanza 1,8 m dall’asse di rotazione. Ad un certo punto si alzano e si avvicinano fino ad una distanza di 0,5 m dall’asse di rotazione. Calcola il nuovo periodo della giostra.
    [1,54 s]
  4. Una palla di massa 0,4 kg va ad urtare con una velocità di 22 m/s una porta di massa 45 kg e larghezza 0,82 m in un punto posto a 0,7 m dall’asse di rotazione. Dopo l’urto la palla rimbalza in verso opposto con una velocità di 18 m/s. Calcola la velocità angolare che acquista la porta inizialmente ferma. I = 1/3 m ℓ²
    [1,11 rad/s]