Un’auto percorre una strada a velocità costante pari a . Quando il guidatore vede che il semaforo, distante , diventa rosso, frena con accelerazione . Scrivi la legge oraria dell’auto, ponendo l’origine nel punto dove si trova il semaforo.
Prima di procedere con la soluzione dell’esercizio ricordiamo cos’è la legge orario di un moto. La legge oraria è una formula che mette in relazione lo spazio percorso e il tempo trascorso, cioè è una formula nella quale l’incognita è il tempo e una volta risolta ti permette di determinare quanto spazio ha percorso (oppure in che posizione si trova il corpo) in quel determinato istante di tempo. Per utilizzare la legge oraria è fondamentale fissare un sistema di riferimento, ossia fissare dove si trova la coordinata spaziale (e il verso di percorrenza, ossia se i numeri crescono a destra oppure a sinistra) e in che istante si trova la coordinata temporale . In questo esercizio particolare, per semplicità, è stato il testo del problema a fissare la coordinata spaziale quindi a noi non resta che dire che il tempo è quando il semaforo diventa rosso. A questo punto la legge oraria del moto uniformemente accelerato è
che nel nostro caso sarà
dove osserviamo esplicitamente che perchè nell’istante in cui il semaforo diventa rosso (ossia all’istante ) la macchina si trova prima del semaforo.
Considera due corpi che hanno un moto vario. La differenza tra le loro velocità resta costante nel tempo: . Dimostra che i due corpi hanno la stessa accelerazione.
Prima di procedere alla dimostrazione formale ragioniamo sul significato e sul concetto di accelerazione. L’accelerazione rappresenta quanto velocemente varia la velocità in funzione del tempo, risulta pertanto evidente che se la velocità di due corpi varia nello stesso identico modo, ossia la differenza tra le due velocità è costante, allora anche le accelerazioni dovranno variare nello stesso modo. Per procedere alla dimostrazione formale ricordiamo che il concetto di accelerazione in termini matematici è espresso dalla formula
per cui in un dato intervallo di tempo avremo che
osserviamo adesso che le due sottrazioni scritte sono una di valore e l’altra di valore , da cui
a prescindere dall’intervallo preso in considerazione, pertanto le due accelerazioni sono istante per istante uguali.
Un’automobile parte da ferma. Una seconda auto nello stesso istante ha una velocità di , La prima auto ha un’accelerazione costante pari a , mentre la seconda ha un’accelerazione costante pari a . Scrivi le leggi velocità-tempo delle due auto. Calcola le variazione di velocità delle due auto nei primi . Calcola dopo quanto tempo dall’istante iniziale le due auto avranno la stessa velocità.
Prima di rispondere alle domande ricordiamo il concetto di accelerazione. L’accelerazione rappresenta quanto varia la velocità in un dato intervallo di tempo ed è definita dal punto di vista matematico come
Per rispondere alla prima domanda ricordiamo che la legge velocità-tempo è una formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Utilizzando sempre la definizione di accelerazione possiamo dire che
quindi (dopo aver convertito le unità di misura in quelle del sistema internazionale )
Grazie alla definizione di accelerazione possiamo anche determinare la variazione di velocità in funzione del tempo, infatti
da cui
Infine rispondiamo all’ultima domanda. L’istante in cui le due velocità sono uguali verifica la condizione
Un’auto parte da ferma e una seconda auto, nello stesso istante, ha una velocità pari a . Dopo le due auto hanno la stessa velocità pari a . Supponi che le due auto si muovano con accelerazioni costanti. Calcola le due accelerazioni delle due auto. Calcola la variazione di velocità delle due auto nei primi . Scrivi le leggi velocità-tempo delle due auto.
Prima di rispondere alle domande ricordiamo il concetto di accelerazione. L’accelerazione rappresenta quanto varia la velocità in un dato intervallo di tempo ed è definita dal punto di vista matematico come
Questa definizione in maniera immediata ci permette di rispondere alla prima domanda (ricordiamoci di convertire tutte le grandezze nelle unità di misura corrette e ), infatti
Grazie alla definizione di accelerazione possiamo anche determinare la variazione di velocità in funzione del tempo, infatti
da cui
Per rispondere all’ultima domanda ricordiamo che la legge velocità-tempo è una formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Utilizzando sempre la definizione di accelerazione possiamo dire che
Nella tabella sono riportate le misure dei tempi e delle velocità rilevate durante i primi di una gara di piani di Usain Bolt
Assumi che l’accelerazione di Bolt sia costante durante ciascuna rilevazione. Scrivi le leggi velocità-tempo nei due intervalli di tempo compresi tra e e tra e .
L’esercizio chiede la legge velocità-tempo, ossia la formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Per rispondere a questa domanda ci viene in supporto la definizione di accelerazione, infatti l’accelerazione è proprio il concetto fisico che mette in relazione la variazione di velocità con il tempo trascorso. Infatti
Da cui possiamo scrivere (cambiando la notazione e considerando che )
Risulta pertanto evidente che per concludere l’esercizio sia necessario calcolare le accelerazioni di Bolt negli intervalli indicati. Sappiamo che la definizione di accelerazione è
Un’auto si muove con accelerazione costante. All’istante la sua velocità è mentre all’istante l’auto è ferma. Che velocità ha l’auto all’istante ? Scrivi la legge velocità-tempo dell’auto nell’intervallo considerato.
Prima di rispondere alle due domande ricordiamo il concetto di accelerazione. L’accelerazione rappresenta quanto varia la velocità in un dato intervallo di tempo ed è definita dal punto di vista matematico come
Cerchiamo dunque di rispondere alla prima domanda,. Per prima cosa, dalla definizione appena fornita, possiamo calcolare l’accelerazione dell’automobile, in un secondo momento, sempre con la definizione di accelerazione, sarà possibile determinare la velocità della macchina in un qualunque istante di tempo. Infatti
dove il segno meno non ci deve stupire perchè evidentemente siamo di fronte a una decelerazione. Una volta calcolata l’accelerazione sappiamo che
ossia
Per rispondere alla seconda domanda ricordiamo che la legge velocità-tempo è una formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Utilizzando sempre la definizione di accelerazione possiamo dire che
Durante una gara, un marciatore vuole superare un concorrente e aumenta la sua velocità con accelerazione costante: dopo ha una velocità di e dopo ha una velocità di . Calcola la velocità del marciatore all’istante in cui inizia ad accelerare. Che velocità avrà nell’istante ? Scrivi la legge velocità-tempo del marciatore nell’intervallo di tempo compreso tra e .
Prima di rispondere alle domande ricordiamo il concetto di accelerazione. L’accelerazione rappresenta quanto varia la velocità in un dato intervallo di tempo ed è definita dal punto di vista matematico come
Da questa definizione possiamo in primo istanza calcolare l’accelerazione dell’atleta, infatti
e in secondo luogo, sempre usando la definizione di accelerazione, possiamo calcolare la velocità che l’atleta aveva quando ha iniziato ad accelerare, infatti
Nell’istante invece avrà velocità
Infine scriviamo la legge velocità-tempo (che altro non è che l’ultima espressione scritta, ma procediamo con ordine). La legge velocità-tempo è una formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Utilizzando sempre la definizione di accelerazione possiamo dire che
Un atleta partecipa a una gara: dopo la partenza, quando la sua velocità è di , affronta un tratto di strada sterrata che supera in con accelerazione costante pari a . Scrivi la legge velocità-tempo del tratto in cui l’atleta accelera. Calcola la velocità dell’atleta dopo l’inizio della corsa.
L’esercizio chiede la legge velocità-tempo, ossia la formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Per rispondere a questa domanda ci viene in supporto la definizione di accelerazione, infatti l’accelerazione è proprio il concetto fisico che mette in relazione la variazione di velocità con il tempo trascorso. Infatti
Da cui possiamo scrivere (cambiando la notazione e considerando che )
Per rispondere alla seconda domanda osserviamo che dall’inizio della gara vuol dire dopo che ha iniziato ad accelerare, pertanto la legge velocità-tempo appena scritta ci permette di risolvere la domanda, infatti
Un’auto accelera per , con accelerazione pari a , e raggiunge la velocità di . Calcola la velocità iniziale dell’auto e scrivi la legge velocità-tempo (poni ).
Prima di rispondere alle due domande ricordiamo il concetto di accelerazione. L’accelerazione rappresenta quanto varia la velocità in un dato intervallo di tempo ed è definita dal punto di vista matematico come
Questa definizione in maniera immediata ci permette di rispondere alla prima domanda, infatti
Per rispondere alla seconda domanda ricordiamo che la legge velocità-tempo è una formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Utilizzando sempre la definizione di accelerazione possiamo dire che
Prima di rispondere alle due domande ricordiamo il concetto di accelerazione. L’accelerazione rappresenta quanto varia la velocità in un dato intervallo di tempo ed è definita dal punto di vista matematico come
Questa definizione in maniera immediata ci permette di rispondere alla prima domanda, infatti
Per rispondere alla seconda domanda ricordiamo che la legge velocità-tempo è una formula che mette in relazione la velocità al tempo trascorso e che quindi ci permette di calcolare la velocità a un tempo fissato. Utilizzando sempre la definizione di accelerazione possiamo dire che