Question
Un oggetto è sospeso verticalmente a un filo in un ascensore in discesa che rallenta con modulo di accelerazione pari a \( 3,4 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2} \). la tenisione del filo è 120 N , qual è la massa dell'oggetto? uale sarà la tensione nel filo quando l'ascensore sale verso l'alto con accelerazione di 3,4 \( \mathrm{~s}^{2} \) ?
Ask by Crawford Zimmerman.
Feb 24,2025 15:04
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Answer
L'oggetto pesa circa 9,09 kg. In entrambi i casi, quando l'ascensore scende rallentando o sale accelerando, la tensione nel filo è di 120 N.
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The Deep Dive
Per calcolare la massa dell'oggetto, possiamo utilizzare la seconda legge di Newton. La forza netta che agisce sull'oggetto (in discesa) è data dalla differenza tra la forza di gravità e la tensione del filo:
\[ F_{net} = mg - T = ma \]
Dove:
- \( m \) è la massa dell'oggetto
- \( g \) è l'accelerazione di gravità (circa \( 9,81 \, \mathrm{m/s^2} \))
- \( T \) è la tensione del filo (120 N)
- \( a \) è l'accelerazione dell'ascensore (3,4 m/s²)
Riscriviamo l'equazione:
\[ mg - T = -ma \] (poiché l’ascensore sta decelerando)
Sostituendo i valori:
\[ m \cdot 9,81 - 120 = -m \cdot 3,4 \]
Riorganizzando l'equazione, otteniamo:
\[ m \cdot 9,81 + m \cdot 3,4 = 120 \]
\[ m(9,81 + 3,4) = 120 \]
\[ m \cdot 13,21 = 120 \]
\[ m = \frac{120}{13,21} \approx 9,08 \, \mathrm{kg} \]
Per la tensione nel filo quando l'ascensore sale con 3,4 m/s², usiamo la stessa logica. Ora la forza netta diventa:
\[ T - mg = ma \]
Quindi:
\[ T - m \cdot 9,81 = m \cdot 3,4 \]
Sostituendo il valore di \( m \):
\[ T - 9,08 \cdot 9,81 = 9,08 \cdot 3,4 \]
Calcolando ogni termine:
\[ T - 89,00 \approx 30,83 \]
Dunque:
\[ T \approx 89,00 + 30,83 \]
\[ T \approx 119,83 \, \mathrm{N} \]
Riassumendo: La massa dell'oggetto è circa \( 9,08 \, \mathrm{kg} \) e la tensione nel filo quando l'ascensore sale è approssimativamente \( 119,83 \, \mathrm{N} \).
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