Esercizio Una pallina di massa m è lasciata cadere lungo una cicloide "rovesciata":
dove a > 0 ha le dimensioni di una lunghezza, mentre ω > 0 ha le dimensioni dell'inverso di un tempo. Dimostrare che il tempo impiegato per raggiungere la base A(aπ,0) è indipendente dalla punto in cui la pallina è lasciata cadere.
Soluzione
La traiettoria della particella è rappresentata in fig. 1. Dalla conservazione dell'energia meccanica si ha:
dove v è il modulo della velocità vettoriale, mentre y0 è l'ordinata del punto della traiettoria in cui la pallina è lasciata cadere, a cui corrisponde un valore del parametro t, dato da:
Segue
Tenendo conto che l'elemento d'arco si scrive come
si ha che il tempo T impiegato dalla pallina per raggiungere il punto più basso è