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PREFAZIONE
XIII
quando risolvono i problemi di Fisica. Un esempio di problema simbolico è riportato qui di
seguito:
57.
Problema di ricapitolazione.
Una tavola uniforme di
lunghezza
L
scorre lungo un piano orizzontale, liscio,
senza attrito come mostrato in Figura P7.57a. La tavola
poi scivola oltre il bordo con una
super!cie orizzontale
ruvida. Il coef!ciente di attrito dinamico tra la tavola
e la seconda super!cie è
d
. (a) Trova l’accelerazione
della tavola all’istante in cui la sua prima
estremità ha
percorso una distanza
x
oltre il bordo. (b) La tavola
si ferma nel momento in cui la sua seconda estremità
raggiunge il bordo come mostrato in Figura P7.57b.
Trova la velocità iniziale
v
della tavola.
Bordo
v
S
a
b
L
v
0
Figura P1.31
57.
(a)
2
m
k
gx
/
L
(b) (
m
k
gL
)
1/2
Le risposte al problema sono
esclusivamente simboliche.
La figura mostra solo
grandezze simboliche.
Non sono presenti valori
numerici.
I
problemi guidati
aiutano gli studenti a scomporre i problemi in passaggi. Un problema
di
Fisica
, tipicamente, chiede di trovare una grandezza !sica in un dato contesto. Spesso,
però, per ottenere la risposta !nale è richiesta l’applicazione di vari concetti e l’esecuzione
di un certo numero di calcoli. Molti studenti non sono abituati a un tale livello di comples-
sità e il più delle volte non sanno da dove cominciare. Un problema guidato scompone un
problema standard in passaggi più piccoli, consentendo agli studenti di afferrare tutti i con-
cetti e le strategie richiesti per arrivare alla soluzione esatta. A differenza dei problemi di !si-
ca standard, la guida è spesso inglobata nel testo del problema. I problemi guidati ri%ettono
il modo in cui uno studente dovrebbe interagire con un docente in una sessione di ricevi-
mento. Questi problemi (ce n’è uno in ogni capitolo) permettono agli studenti di allenarsi
a suddividere un problema complesso in una serie di problemi più semplici, un’abilità di
risoluzione essenziale. Un esempio di problema guidato è riportato nella pagina seguente.
28.
Un’asta uniforme appoggiata ferma su due perni ha lun-
ghezza
L
5
6.00 m e massa
M
5
90.0 kg. Il perno al di
sotto dell’estremità sinistra esercita una forza norma-
le
n
1
sull’asta e il secondo perno posizionato a distanza
, 5
4.00 m dall’estremo sinistro esercita una forza normale
n
2
. Una donna di massa
m
5
55.0 kg sale sull’estremo sini-
stro dell’asta e inizia a camminare verso destra come in Fi-
gura P10.28. Lo scopo di questo esercizio è trovare la posi-
zione della donna quando l’asta inizia a inclinarsi. (a) Qual
è il modello appropriato di analisi per l’asta prima che si in-
clini? (b) Disegnare il diagramma delle forze per l’asta evi-
denziando le forze gravitazionali e normali agenti sull’asta
e ponendo la donna a distanza
x
dal primo perno, che fun-
ge da origine dell’asse. (c) Dove si trova la donna quando
la forza normale
n
1
ha il valore massimo? (d) Quanto vale
n
1
quando l’asta sta per inclinarsi? (e) Usare l’Equazione
10.27 per trovare il valore di
n
2
quando l’asta sta per incli-
narsi. (f) Usando il risultato del punto (d) e l’Equazione
10.28, calcolando i momenti delle forze rispetto al secon-
do perno, trovare la posizione
x
della donna quando l’asta
sta per inclinarsi. (g) Controllare la risposta al quesito
(e) calcolando il momento intorno al primo perno.
L
x
m
M
Figura P45.67
Viene identificato
l’obiettivo del problema.
L’analisi comincia
con l’identificazione
del modello di analisi
appropriato.
Viene richiesto il
calcolo associato
all’obiettivo.
Vengono forniti dei
suggerimenti sui
passi da seguire per
risolvere il problema.