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Esercizio sul coefficiente di resistenza

Esercizio svolto sul coefficiente di resistenza

Un corpo puntiforme di massa 100 g entra con una certa velocità in un fluido caratterizzato da un coefficiente β = 1 kg/s .

Se il corpo dopo aver percorso 10 m si ferma, determinare la velocità iniziale.

Svolgimento dell'esercizio

Il fluido è di tipo viscoso, ovvero presenta una resistenza al passaggio del corpo.

Il coefficiente di resistenza vale 1 kg/s.

Sul corpo agisce come unica forza quella di resistenza sul fluido diretta in maniera opposta al verso del moto; per cui la seconda legge di Newton per il corpo diventa:

∑F = m ∙ a

- β ∙ v = m ∙ a

Ricordando che:

v = Δs/Δt

che

a = Δv/Δt

e semplificando Δt in ambo i membri si ha che:

- β ∙ Δs = m ∙ Δv

Ricordando che la velocità finale è nulla perché il corpo si ferma:

Δv = V – V0 = 0 – V0 = -V0

- β ∙ Δs = - m ∙ V0

Da cui:

V0 = β ∙ Δs/m = 1 ∙ 10 / 0,1 = 100 m/s

Pertanto la velocità iniziale del corpo puntiforme è di 100 m/s.

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