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Esercizi sulle forze

Esercizi online e gratuiti sulle forze

In questa sezione del sito sono proposti esercizi sulle forze.

La raccolta degli esercizi sulle forze di seguito proposta è rivolta sia agli studenti universitari delle facoltà scientifiche che agli studenti di licei ed istituti tecnici.

Prima di svolgere insieme gli esercizi sulle forze facciamo un brevissimo ripasso sul concetto di forza.

La forza è la causa della modifica dello stato di quiete o di moto di un corpo.

E' un vettore ed è quindi dotata di direzione e verso.

In virtù del secondo principio della dinamica la risultante di tutte le forze applicate ad un corpo è pari al prodotto della massa del corpo per l'accelerazione del corpo:

F = m x a

L'unità di misura della forza è il Newton, simbolo N (scritto in stampato maiuscolo).

Se il corpo si muove di moto rettilineo uniforme o è in quiete allora la sommatoria di tutte le forze è nulla ed il corpo si dice in equilibrio.

I principali tipi di forze prese in considerazione in meccanica sono la forza peso P, la forza di attrito Fa, la forza elastica Fe, la tensione T di una fune, la reazione vincolare R di un piano.

Ti mettiamo inoltre disposizione una calcolatrice online e gratuita utile per svolgere i calcoli degli esercizi: calcolatrice online.

Esercizi sulle forze

Di seguito gli esercizi sulle forze elencati secondo un ordine crescente di difficoltà.

Livello di difficoltà medio-basso

1.

Un'autovettura di massa 900 Kg accelera in maniera uniforme passando da ferma alla velocità di 108 km/h in 10 s.

Quale forza agisce su di essa?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: applicazione del secondo principio della dinamica.

2.

Una forza di 15 N applicata ad un corpo di massa m ha come effetto quello di far muovere il corpo lungo una traiettoria rettilinea, incrementandone la velocità di 10 m/s ogni 2 s.

Determinare la massa m.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul secondo principio della dinamica.

3.

Una molla ha una costante elastica pari a 0,5 N/cm.

Qual è il valore della costante elastica nelle unità di misura del Sistema Internazionale?

Se alla molla viene agganciato un peso, questa si allunga di 3,5 cm.

Qual è la massa dell'oggetto appeso?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della massa applicata ad una molla.

4.

Ad un corpo del peso di 1000 N posto su di un piano orizzontale scabro è applicata una forza di 400 N.

Sapendo che il corpo, inizialmente fermo, percorre una distanza di 50 m raggiungendo una velocità di 10 m/s, calcolare il coefficiente di attrito che agisce sul corpo.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo del coefficiente di attrito.

5.

Due lottatori di massa m1 e m2 si spingono esercitando l’uno contro l’altro una forza di modulo F.

Calcolare la distanza a cui i due lottatori si portano all’istante t.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul terzo principio della dinamica.

6.

Su di un tavolo di biliardo supposto privo di attrito, una palla si sta muovendo alla velocità costante di 12 m/s.

Ad un certo punto a causa dell’interazione con le altre palline presenti sullo stesso tavolo, sulla palla agiscono tre forze di modulo rispettivamente pari a 3 N, 3,6 N e 2 N.

Le forze sono orientate in maniera tale che quella di modulo 2 N è ortogonale alla forza da 3 N, e quella di modulo 3,6 N forma un angolo di 210° con la forza da 3 N.

Stabilire se la pallina subirà o meno una variazione di velocità.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul principio di inerzia.

7.

Ad un corpo di massa 5 Kg posto su di un piano orizzontale scabro è applicata una forza F di modulo pari a 50 N ed inclinata di un angolo di 60° rispetto all'orizzontale.

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Sapendo che sul corpo agisce una forza di attrito statico pari a 40 N, calcolare il coefficiente di attrito statico e stabilire se il corpo si muoverà o meno dopo che viene applicata la forza F.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo del coefficiente di attrito statico.

8.

Due masse m1 ed m2 collegate da una fune inestensibile priva di massa e tramite una carrucola, sono posizionate rispettivamente su di un tavolo liscio l’una e sospesa in aria l’altra.

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Ricavare l’accelerazione di ogni blocco e la tensione della fune.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: accelerazione sistema formato da due masse.

9.

Due masse M1 ed M2 (con M2 > M1) sono appese ad una carrucola priva di attrito e legati da una fune inestensibile.

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Calcolare l'accelerazione con cui si muove il sistema e la tensione della fune.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della tensione di una fune.

Livello di difficoltà medio-alto

10.

Due masse m1 ed m2 collegate da una cavo inestensibile e tramite una carrucola, sono posizionate rispettivamente su di un tavolo liscio l'una e sospesa in aria l'altra.

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Sapendo che il sistema di muove con accelerazione pari a g/3 calcolare il rapporto m1/m2 tra le due masse.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: masse collegate tramite cavo e carrucola.

11.

Tre carrelli solo legati tra di loro tramite una fune.

Le masse dei tre carrelli sono rispettivamente 3 Kg, 10 Kg e 17 Kg.

Al terzo carrello, posto più a destra, viene applicata una forza di 60 N.

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Calcolare l'accelerazione con cui si muove il sistema e le tensioni delle funi tra il primo ed il secondo carrello e tra il secondo ed il terzo.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: carrelli collegati da una fune.

12.

Su di una sfera dotata di carica ed appesa ad un filo, agisce una forza elettrica. La carica pertanto passa dalla posizione di equilibrio con il filo perfettamente perpendicolare al pavimento, ad una nuova posizione di equilibrio in cui risulta che il filo forma un angolo di 37° con la verticale.

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Sapendo che la massa della sfera è 2,0 · 10-4 Kg calcolare l'intensità della forza elettrica e la tensione del filo.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: sfera dotata di carica appesa ad un filo.

13.

Tre masse sono collegate come in figura:

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Sapendo che tra la massa 2 ed il tavolo esiste un coefficiente di attrito pari a μ, calcolare il valore dell'accelerazione della massa 3 nell'ipotesi che essa salga.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: accelerazione di un sistema formato da tre masse.

Livello di difficoltà alto

14.

Una massa m è poggiata sopra un tavolo liscio privo di attrito e ruota di moto circolare uniforme.

La massa m è connessa tramite un cavo ed un foro attraverso il tavolo ad un'altra massa M sospesa in aria.

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Trovare per quali condizione di rotazione della massa m, la massa M sospesa rimane ferma.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: condizione di rotazione.

Esercizi sul momento di una forza

Li trovi qui: esercizi sul momento di una forza.

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