La difficoltà maggiore per gli studenti delle scuole superiori di fisica è legata al problem solving, sui più diversi fronti della disciplina.
Presenterò qui la soluzione di un esercizio sull'interazione tra blocchi, relativo all'applicazione delle leggi di Newton.
Esempio 1) (UF-PE) La figura seguente mostra tre blocchi di masse mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg e mc = 3,0 kg. I blocchi si muovono insieme sotto l'azione di una forza orizzontale costante F di 4,2 N modulo.
Ignorando l'attrito, qual è il modulo della forza netta sul blocco B?
a) 1,0 N
b) 1,4 N
c) 1,8 N
d) 2,2 N
e) 2,6 N
Soluzione.
Innanzitutto dobbiamo sapere che F = m.a (seconda legge di Newton). Dobbiamo anche sapere che i tre corpi si muovono con la stessa accelerazione, e che questa accelerazione ha la stessa direzione e direzione della forza F.
Quindi possiamo calcolare l'accelerazione dei blocchi da parte dell'Isolato Body System (SCI)
Nella figura sottostante rappresentiamo le forze agenti su A, B e C
dove F è la forza applicata.
FIl nel primo blocco c'è la reazione di B nel Il a causa di F.
Fa nel secondo blocco è l'azione di Il nel B a causa di F
Fc nel secondo blocco è la reazione di ç nel B a causa di F
Fc nel terzo blocco è l'azione di de B nel ç a causa di F
n è la forza normale e p è la forza peso nei tre casi
Semplificando i pesi con le normali forze di reazione in ogni caso dobbiamo:
Poiché F = 4.2 N, abbiamo:
4.2 = (1.0 + 2.0 + 3.0).a
a = 4.2/6
a = 0,7 m/s2
Una volta trovata l'accelerazione, dobbiamo trovare il valore risultante in B.
La risultante in B è: FB = FIL – FÇ
Sottraendo le equazioni B e C abbiamo:
FIL = (mB + mÇ). Il
FIL = (2,0 + 3,0). 0,7
FIL = 5,0. 0,7
FIL = 3,5 N
Trovare il valore FÇ
FÇ = mÇ. Il
FÇ = 3,0. 0,7
FÇ = 2,1 N
Così:
FB = 3,5 – 2,1
FB = 1,4 N
Concludiamo quindi che la forza netta su B è pari a 1,4 N.
Di Kléber Cavalcante
Laureato in Fisica
Squadra scolastica brasiliana
meccanica - Fisica - Brasile Scuola
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm
