Lavoro forze non conservative

[q***@gmail.com]

Un esercizio del mio libro chiede di trovare il lavoro della forza di attrito dell'acqua quando un tuffatore di massa m si tuffa da fermo da un'altezza h rispetto al livello dell'acqua fermandosi dopo aver percorso un tratto d sott'acqua.
Per risolvere l'esercizio ho uguagliato la variazione dell'energia meccanica al lavoro della forza d'attrito in acqua trovando
F=mg (h+d)/d.
La soluzione del libro invece corrisponde alla formula
F=mgh/d.
Qualcuno mi può spiegare perché non va considerata l'energia potenziale del peso nel tratto in acqua? Grazie!

[Giorgio Bibbiani]

Post by q***@gmail.com
Un esercizio del mio libro chiede di trovare il lavoro della forza di
attrito dell'acqua quando un tuffatore di massa m si tuffa da fermo
da un'altezza h rispetto al livello dell'acqua fermandosi dopo aver
percorso un tratto d sott'acqua.
Per risolvere l'esercizio ho uguagliato la variazione dell'energia
meccanica al lavoro della forza d'attrito in acqua trovando
F=mg (h+d)/d.

Intendo che F sia il valore mediato sullo spostamento in
acqua dell'intensita' della forza di attrito agente sul tuffatore.

Post by q***@gmail.com
La soluzione del libro invece corrisponde alla formula
F=mgh/d.
Qualcuno mi può spiegare perché non va considerata l'energia
potenziale del peso nel tratto in acqua? Grazie!

Con tutti gli incisi del caso (il nuotatore non e' un punto materiale
ecc. ecc.), immagino che nel libro si faccia l'ipotesi implicita che
la forza di Archimede (che a rigore sarebbe definita solo in
condizioni di equilibrio idrostatico...) agente sul nuotatore abbia
la stessa intensita' del suo peso, che approssimativamente e'
una ipotesi corretta.

Come sempre, potrebbe essere utile leggere il testo integrale
dell'esercizio.

Ciao

[q***@gmail.com]

Grazie mille a tutti. Ho capito. Tutta colpa di Archimede!
L'esercizio è di un libro di terzo liceo scientifico (james walker l'autore) e dice cosi:
Francesco, la cui massa è di 65 kg, si tuffa da fermo da un trampolino alto 10 m. L'attrito con l'acqua lo ferma 4,8 m sotto la superficie dell'acqua. Calcola la forza di attrito esercitata dall'acqua.
La soluzione è 1,3 kN.

[ADPUF]

Post by q***@gmail.com
Grazie mille a tutti. Ho capito. Tutta colpa di Archimede!
L'esercizio è di un libro di terzo liceo scientifico (james
walker l'autore) e dice cosi: Francesco, la cui massa è di 65
kg, si tuffa da fermo da un trampolino alto 10 m. L'attrito
con l'acqua lo ferma 4,8 m sotto la superficie dell'acqua.
Calcola la forza di attrito esercitata dall'acqua. La
soluzione è 1,3 kN.

Ma se invece si chiamava Giuseppe?

[Yoda]

Post by q***@gmail.com
Un esercizio del mio libro chiede di trovare il lavoro della forza di
attrito dell'acqua quando un tuffatore di massa m si tuffa da fermo da
un'altezza h rispetto al livello dell'acqua fermandosi dopo aver
percorso un tratto d sott'acqua.
Per risolvere l'esercizio ho uguagliato la variazione dell'energia
meccanica al lavoro della forza d'attrito in acqua trovando
F=mg (h+d)/d.
La soluzione del libro invece corrisponde alla formula
F=mgh/d.
Qualcuno mi può spiegare perché non va considerata l'energia
potenziale del peso nel tratto in acqua? Grazie!

Esso peso compie un lavoro nullo, cosi' come la spinta idrostatica.
Iniziano a lavorare nel punto d'impatto, scendono e poi risalgono
di nuovo fino allo stesso punto.

In altri termini, il testo chiede il lavoro della forza frenante media,
dall'impatto con l'acqua fino a quando non comincia a risalire. E'
chiaro che tralascia anche tutto il tratto in risalita, altrimenti
dovrebbe dividere per 2d e non per d (sai la resistenza idrodinamica
a basse velocita' dissipa molto molto poco e l'enegia cinetica e' gia'
praticamente tutta distrutta).

[BlueRay]

Post by q***@gmail.com
Un esercizio del mio libro chiede di trovare il lavoro della forza di attrito
dell'acqua quando un tuffatore di massa m si tuffa da fermo da un'altezza h
rispetto al livello dell'acqua fermandosi dopo aver percorso un tratto d
sott'acqua.
Per risolvere l'esercizio ho uguagliato la variazione dell'energia meccanica
al lavoro della forza d'attrito in acqua trovando
F=mg (h+d)/d.
La soluzione del libro invece corrisponde alla formula
F=mgh/d.
Qualcuno mi può spiegare perché non va considerata l'energia potenziale del
peso nel tratto in acqua? Grazie!

"dopo aver percorso un tratto d sott'acqua"
ma tutto in verticale? Il nuotatore potrebbe entrare in acqua con un angolo diverso da 0°, e l'angolo poi deve variare durante l'immersione fino a 90° circa, altrimenti potrebbe non fermarsi proprio.
Poi mi piacerebbe sapere dove prende l'altezza h nel corpo del nuotatore: anche se la prendesse nel centro di massa, il problema cambia a seconda dell'angolo a cui il nuotatore si immerge: se ad es e' gia' in acqua, in verticale, ad altezza zero e quindi baricentro nuotatore sul filo dell'acqua e si lascia andare, non galleggia in quella posizione, ma affondera' un poco.
Insomma, mi sembra che ci sarebbero diverse cosine da mettere a posto, nel caso il testo del problema non ne parlasse....

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BlueRay