1. Definire il sistema e le forze
* Sistema: La scatola
* Forze:
* forza applicata (f): 120 N, orizzontale
* Gravity (mg): Agisce verticalmente verso il basso
* Forza normale (N): Atti perpendicolari all'inclinazione, bilanciando la componente della gravità perpendicolare all'inclinazione.
* Componente della gravità parallelo all'inclinazione (mg sin θ): Questo componente agisce per opporsi alla forza applicata.
2. Diagramma del corpo libero
Disegna un diagramma del corpo gratuito per visualizzare le forze che agiscono sulla scatola.
3. Risolvi le forze
* Risolvi la gravità:
* La componente della gravità parallela all'inclinazione è Mg sin θ.
* Il componente della gravità perpendicolare all'inclinazione è mg cos θ.
* Risolvi la forza applicata:
* Il componente della forza applicata parallela all'inclinazione è f cos θ.
* Il componente della forza applicata perpendicolare all'inclinazione è F sin θ.
4. Applica la seconda legge di Newton
* La seconda legge di Newton (lungo l'inclinazione): Σf =Ma
* forza netta lungo l'inclinazione: F cos θ - mg sin θ =ma
5. Risolvi per l'accelerazione
* Sostituisci i valori dati:120 N * cos (34 °) - (7 kg * 9,8 m/s² * sin (34 °)) =(7 kg) * A
* Calcola l'accelerazione (a).
6. Usa la cinematica per trovare la velocità finale
* Equazione cinematica: v² =u² + 2as
* Velocità iniziale (u): 0 m/s (inizia dal riposo)
* Distanza (S): 15 m
* Accelerazione (a): L'hai calcolato nel passaggio 5.
* Risolvi per la velocità finale (V).
calcoliamo le risposte:
* Accelerazione:
* 120 N * cos (34 °) - (7 kg * 9,8 m/s² * sin (34 °)) =(7 kg) * A
* A ≈ 2,95 m/s²
* Velocità finale:
* v² =0² + 2 * 2,95 m/s² * 15 m
* V ≈ 9,49 m/s
Pertanto, la velocità finale della scatola dopo essere stata spinta di 15 metri sull'inclinazione è di circa 9,49 m/s.