Esercizi sulla forza elastica
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In questa pagina troverete una raccolta di esercizi sulla forza elastica, con soluzioni. La forza elastica è un’azione meccanica legata al comportamento di oggetti che subiscono deformazioni elastiche, come molle e materiali elastici, e viene definita dalla Legge di Hooke, che descrive gli stimoli ai quali è sottoposto un sistema quando viene spostato dalla sua posizione di equilibrio. Questa forza, di richiamo, è proporzionale allo spostamento dall’equilibrio e ad una costante elastica specifica dei materiali utilizzati.
Gli esercizi sulla forza elastica proposti sono progettati per coprire una vasta gamma di situazioni, dalla semplice applicazione della Legge di Hooke a problemi più complessi che coinvolgono l’analisi dinamica di sistemi elastici. Ogni problema è corredato da una spiegazione dettagliata della soluzione, che vi guiderà passo dopo passo attraverso i concetti teorici e le tecniche di calcolo necessarie per risolverlo.
Questa raccolta è pensata per studenti di scuole superiori e appassionati di scienze fisiche che desiderano approfondire le proprie conoscenze e migliorare le proprie capacità di problem-solving. Speriamo che vi sia utile nel vostro percorso di studio e vi fornisca una solida base per affrontare con sicurezza le sfide poste dalla termodinamica. Buono studio!
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Esercizi svolti sulla forza elastica
Sul peso di una massa sottoposta a forza elastica
Ad una molla di costante elastica 
viene agganciato un peso di massa 
che allunga la molla di 
.
- Quanto vale la massa del peso?
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Sul calcolo della costante elastica
Una molla in orizzontale viene allungata per effetto di una forza 
. Sia 
la costante elastica e 
l’allungamento della molla.
- Quanto vale la costante elastica ?
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Sulla costante elastica di due molle in parallelo
Una piattaforma in legno di massa 
si trova su di una bilancia composta da due molle di uguale costante elastica . Le molle sono compresse di 
.
- Quanto vale la costante elastica delle due molle?
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Sul peso di una massa collegata a due molle in parallelo
Una piattaforma di legno di massa è collegata a due molle fissate al soffitto di costante elastica 
e 
. Per effetto della forza peso le molle sono allungate di 
.
- Calcola la massa del peso
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Sul calcolo della costante elastica in presenza di attrito
Una molla di costante elastica ha l’estremità di destra fissata al muro e l’estremità di sinistra fissata ad una scatola di massa 
che la comprime di 
. Tra la scatola ed il piano orizzontale è presente attrito e sia il coefficiente di attrito statico 
tale che la scatola non si muova.
- Quanto vale la costante elastica della molla?
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Sul calcolo della costante elastica in presenza di attrito dinamico
Si consideri il problema precedente e supponiamo di sostituire la scatola con una scatola di massa 
tale che la scatola cominci a muoversi. Sia 
il coefficiente di attrito dinamico e 
la costante elastica della molla.
- Quanto tempo impiega la scatola a raggiungere la lunghezza di equilibrio della molla?
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Sul calcolo del tempo per raggiungere una velocità nota per una massa soggetta a forza elastica
Ad una molla di costante elastica 
appesa al soffitto e di lunghezza a riposo 
viene agganciato un peso di massa . La molla raggiunge quindi una lunghezza di 
.
- Quanto vale la massa del peso?
- Quanto tempo impiega la molla a raggiungere la lunghezza
assumendo che arrivi con una velocità 
?
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Su una cassa lanciata verso una molla
Una cassa di massa 
viene lanciata con velocità 
verso una molla di costante elastica . La cassa viene quindi fermata dalla molla che si comprime di 
- Quanto vale la costante elastica della molla ?
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Sull’allungamento di due molle in serie
Due molle di costante elastica 
e 
sono disposte in serie, come mostrato in figura. Sia la lunghezza a riposo uguale. Un peso di massa viene agganciato alle due molle
- Quanto vale l’allungamento
?
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Sulla forza applicata a due molle in serie
Due molle di costante elastica e sono disposte in serie su di un piano orizzontale come mostrato in figura. Sia 
la lunghezza a riposo della molla con costante elastica 
ed 
la lunghezza a riposo della molla con costante elastica 
. Alla molla con costante elastica viene applicata una forza 
tale che la lunghezza complessiva raggiunta è 
- Quanto vale l’intensità della forza ?
- Quanto valgono gli allungamenti di ciascuna delle due molle?
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Sulla molla ed il piano inclinato
Una cassa di massa 
è poggiata su di una molla di costante elastica 
inizialmente compressa di 
, come mostrato in figura. La cassa si stacca dalla molla con velocità 
e si muove lungo un piano inclinato di 
fino a fermarsi ad un’altezza 
rispetto al punto da cui è partita
- Calcola l’altezza raggiunta
- Calcola la velocità iniziale
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Sulla frequenza di oscillazione di una molla
Una molla di costante elastica si allunga di 
quando viene appeso un cubo di massa 
, come mostrato in figura.
- Calcola il peso
necessario affinché la molla abbia una frequenza di oscillazione 
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Sul periodo di oscillazione
Una cassa di massa è collegata ad una molla di costante elastica 
ed è poggiata su un piano orizzontale liscio. All’equilibrio la cassa si trova nella posizione 
e viene poi spostata nella posizione 
come mostrato in figura. Se dopo un tempo 
la cassa torna nella posizione iniziale per effetto della molla
- Calcola la massa della molla
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Sulla velocità e sull’accelerazione massima
Una cassa di massa è collegata ad una molla di costante elastica 
e poggiata su di un piano orizzontale liscio. La molla viene allungata di 
rispetto alla sua posizione di equilibrio, come mostrato in figura, e poi lasciata andare
- Calcola la pulsazione, il periodo, la frequenza e l’ampiezza della molla
- Calcola la velocità massima della cassa
- Calcola l’accelerazione massima della cassa
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Sulla compressione massima della molla
Considera la situazione mostrata in figura in cui una cassa di massa 
è collegata ad una molla di costante elastica 
. La cassa è poggiata su un piano orizzontale scabro con coefficiente di attrito dinamico tra la cassa ed il piano pari a 
. Se, inizialmente, la cassa si trova nella posizione di equilibrio e viene lanciata con velocità 
nel verso mostrato in figura:
- Calcola la massima compressione della molla
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Sul periodo di oscillazione di un sistema di due corpi
Due casse di masse 
sono collegate da una fune inestensibile e poggiate su di un piano orizzontale liscio, come mostrato in figura. La cassa di massa 
è fissata ad una molla di costante elastica 
, mentre alla cassa di massa 
è applicata una forza . All’istante iniziale la lunghezza della molla è 
- Calcola il periodo di oscillazione del sistema assumendo che la corda tra le due casse rimanga sempre tesa
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Sulla carrucola e la molla
Considera il sistema in figura in cui due casse di masse 
e 
sono collegate da una fune inestensibile. La cassa di massa è poggiata su di un piano orizzontale scabro con coefficiente di attrito statico 
- Calcola la tensione del filo
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Sul momento della molla
Un disco di massa 
e raggio 
ruota intorno al suo asse posto al centro. Come mostrato in figura, il cilindro è fissato ad una molla di costante elastica 
mentre un’asta omogenea di massa 
e lunghezza 
ha una delle sue estremità fissate al centro del disco. Il sistema è all’equilibrio e l’asta forma con l’orizzontale un angolo 
- Calcola l’allungamento della molla
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Sulla molla e le forze apparenti – 1
Un blocco di massa 
inizia a cadere verso il basso all’istante 
. All’interno del blocco è attaccata una molla di costante elastica 
collegata ad una pallina di massa inizialmente ferma, come mostrato in figura. Se durante la caduta la pallina compie delle oscillazioni
- Calcola il periodo di oscillazione della pallina
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Sulla molla e la forza centripeta
Una pallina di massa 
è attaccata ad una molla di costante elastica e lunghezza all’equilibrio pari a 
. La pallina inizia a ruotare con una velocità pari a 
allungandosi di 
- Calcola la costante elastica della molla
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Sulla molla e l’equilibrio statico
Considera la situazione mostrata in figura, in cui una molla di costante elastica è vincolata ad una parete mentre l’altra estremità è fissata all’estremo di un’asta omogenea di massa 
e lunghezza 
. All’equilibrio, l’asta forma un angolo rispetto al suolo e la molla è allungata di 
- Calcola la costante elastica della molla
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