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<span class="noprint">[[#9. Pendolo_conico_elastico_2|→ Vai alla soluzione]]</span>
===10. Barca a remi ===
[[File:Diagramma di corpo libero di una barca.svg|300px|right]]
Un rematore imprime una forza F<sub>1</sub> pari a 100 N ad una barca tramite un remo. La barca avanza sotto l'azione della forza di attrito F<sub>3</sub> tra il remo e l'acqua (assunta costante e pari a 1 N), mentre è rallentata dalla forza di attrito F<sub>2</sub> tra lo scafo e l'acqua. Determinare la forza di attrito tra lo scafo e l'acqua e il lavoro che deve imprimere il rematore per fare muovere la barca di 10 metri.
(dati del problema <math>a=30\ cm</math>, <math>b=50\ cm</math>, <math>c=40\ cm</math>)
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===11. Barca a vela ===
<math>v_t=\sqrt {\frac {F_e2l_o}{m}}\sin \theta=5.8\ m/s</math>
===10. Barca a remi ===
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[[File:Diagramma di corpo libero di una barca.svg|300px|right]]
La barca è mossa grazie all'attrito tra remo e acqua, mentre l'attrito tra scafo e acqua costituisce una forza aggiuntiva che il rematore deve imprimere per il movimento della barca.
Siccome le forze F<sub>1</sub>, F<sub>2</sub> e F<sub>3</sub> non sono applicate allo stesso punto, non vale l'uguaglianza: F<sub>1</sub> = F<sub>2</sub> + F<sub>3</sub>.
Per il principio di sovrapposizione delle forze, possiamo comunque pensare la forza F<sub>1</sub> impartita dal rematore al remo come la somma di due contributi: un contributo F'<sub>1</sub>, utilizzato per vincere l'attrito F<sub>3</sub> tra lo scafo e l'acqua, e un contributo F"<sub>1</sub>, utilizzato per vincere le forze di attrito F<sub>2</sub> tra il remo e l'acqua:
:(1) F<sub>1</sub> = F'<sub>1</sub> + F"<sub>1</sub>
Il remo si comporta da leva di secondo genere (con fulcro F) nei confronti della forza di attrito F<sub>2</sub> e da leva di primo genere (con fulcro nello scalmo F') nei confronti della forza di attrito F<sub>3</sub>.
Riferendosi ai bracci delle forze per il calcolo dei momenti delle forze, risulta:
:(2) (a+b+2c)·F'<sub>1</sub> = (b+2c)·F<sub>2</sub>
:(3) a·F"<sub>1</sub> = (b+c)·F<sub>3</sub>
Dall'equazione (3) è possibile ricavare F"<sub>1</sub>:
: F"<sub>1</sub> = F<sub>3</sub>·(b+c)/a = 1·(50+40)/30 = 30 N
Nell'equazione precedente non è necessario convertire da centimetri a metri, in quanto compare un rapporto tra lunghezze, adimensionale. Essendo la forza applicata F"<sub>1</sub> (= 30 N) maggiore della forza da vincere F<sub>3</sub> (= 1 N), il contributo F"<sub>1</sub> è associato ad una leva svantaggiosa.
Sostituendo il valore di F"<sub>1</sub> nell'equazione (1) si può ricavare F'<sub>1</sub>:
: F'<sub>1</sub> = F<sub>1</sub> - F"<sub>1</sub> = 100 - 30 = 70 N
Quindi dall'equazione (2) si ricava F<sub>2</sub>:
: F<sub>2</sub>= F'<sub>1</sub>·(a+b+2c)/(b+2c) = 70(30+50+2·40)/(50+2·40) = 70·160/130 = 86,15 N
essendo la forza applicata F'<sub>1</sub> (= 70 N) minore della forza ottenuta F<sub>2</sub> (= 86,15 N), il contributo F'<sub>1</sub> è associato ad una leva vantaggiosa (come ci si aspettava che fosse, essendo una leva di secondo genere).
Per calcolare il lavoro necessario allo spostamento della barca, basta applicare la definizione di lavoro alla forza F<sub>1</sub> (che è la forza esercitata dal rematore):
: L = F<sub>1</sub>·s = 1·100 = 100 N·m = 100 J
===11. Barca a vela ===
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