Un sasso si stacca da una parete rocciosa da un punto che si trova ad un’altezza di rispetto al sentiero che passa sotto la parete. A che velocità arriva al suolo il sasso?
Tra le varie formule del moto uniformemente accelerato ce ne è una che risolve in maniera molto veloce l’esercizio. Ossia
che ci dice come calcolare lo spazio percorso da un oggetto che si muove di moto uniformemente accelerato di accelerazione e che parte da una velocità iniziale e arriva a una velocità finale . Risulta evidente che noi conosciamo tutto per poter applicare questa formula, infatti
L’accelerazione di gravità sulla Luna vale di quella terrestre. Un astronauta sulla Luna lascia cadere un sasso da un’altezza di . In quanto tempo il sasso arriva al suolo?
Sappiamo che un corpo lasciato cadere e soggetto esclusivamente alla forza di gravità si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Quindi la domanda si può formulare anche dicendo: quanto tempo impiega a percorrere un oggetto che parte da fermo e si muove con accelerazione ? Per rispondere a questo genere di domande, che mettono in relazione la distanza percorsa, l’accelerazione e il tempo, ci viene in supporto la legge oraria. Infatti la legge oraria è una formula che ci permette di determinare la distanza percorsa da un corpo in un determinato intervallo di tempo. La legge oraria del moto uniformemente accelerato è
da cui
sapendo che l’oggetto parte da fermo, quindi e fissando il punto nel punto in cui parte il sasso. Per cui per risolvere l’esercizio dovremmo ottenere il tempo per cui , ossia dovremmo risolvere
Un razzo in partenza si stacca dalla piattaforma di lancio e percorre i primi lungo una traiettoria verticale. La spinta dei motori fa si che il razzo abbia un’accelerazione costante di . Quanto tempo impiega?
Possiamo formulare la domanda dell’esercizio anche nel seguente modo: quanto tempo impiega a percorrere un oggetto che parte da fermo e si muove con accelerazione ? Per rispondere a questo genere di domande, che mettono in relazione la distanza percorsa, l’accelerazione e il tempo, ci viene in supporto la legge oraria. Infatti la legge oraria è una formula che ci permette di determinare la distanza percorsa da un corpo in un determinato intervallo di tempo. La legge oraria del moto uniformemente accelerato è
da cui
sapendo che l’oggetto parte da fermo, quindi e fissando il punto nel punto in cui parte il razzo. Per cui per risolvere l’esercizio dovremmo ottenere il tempo per cui , ossia dovremmo risolvere
In una sequenza di un cartone animato, un coyote lascia cadere un grosso masso dal bordo di una rupe alta rispetto alla strada sottostante. Quanto tempo impiega il masso ad arrivare al suolo?
Sappiamo che un corpo lasciato cadere e soggetto esclusivamente alla forza di gravità si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Quindi la domanda si può formulare anche dicendo: quanto tempo impiega a percorrere un oggetto che parte da fermo e si muove con accelerazione ? Per rispondere a questo genere di domande, che mettono in relazione la distanza percorsa, l’accelerazione e il tempo, ci viene in supporto la legge oraria. Infatti la legge oraria è una formula che ci permette di determinare la distanza percorsa da un corpo in un determinato intervallo di tempo. La legge oraria del moto uniformemente accelerato è
da cui
sapendo che l’oggetto parte da fermo, quindi e fissando il punto nel punto in cui parte il sasso. Per cui per risolvere l’esercizio dovremmo ottenere il tempo per cui , ossia dovremmo risolvere
Un motoscafo trascina una persona che fa sci d’acqua. Il motoscafo parte da fermo e, muovendosi di moto uniformemente accelerato, porta la persona alla velocità di impiegando . Quale distanza ha percorso?
Quando si parla di moto uniformemente accelerato sappiamo che abbiamo a disposizione due concetti, il primo è la definizione di accelerazione e il secondo è la legge oraria. La definizione di accelerazione mette in relazione la variazione di velocità con il tempo necessario per ottenere tale velocità e dal punto di vista matematico è definita come
mentre la legge oraria è una formula che permette di determinare la posizione di un corpo a un determinato istante (e quindi anche lo spazio percorso rispetto a un punto che fissiamo come ) e nel moto uniformemente accelerato è
Per risolvere questo esercizio, che chiede una distanza percorsa, dovremmo utilizzare necessariamente la legge oraria, ma prima di fare questo dovremmo usare i dati per determinare l’accelerazione. Per cui, dopo aver opportunamente convertito le unità di misura in quelle del sistema internazionale, ossia , possiamo scrivere
Una biglia, lasciata cadere dalla terrazza di una palazzina, impiega ad arrivare al suolo. Quanto è alta la palazzina? Quanto vale la velocità della biglia quando tocca terra?
Sappiamo che un corpo lasciato cadere e soggetto esclusivamente alla forza di gravità si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Quindi la prima domanda si può formulare anche dicendo: quanto spazio percorre in un oggetto che parte da fermo e si muove con accelerazione ? Per rispondere a questo genere di domande, che mettono in relazione la distanza percorsa, l’accelerazione e il tempo, ci viene in supporto la legge oraria. Infatti la legge oraria è una formula che ci permette di determinare la distanza percorsa da un corpo in un determinato intervallo di tempo. La legge oraria del moto uniformemente accelerato è
da cui
Per rispondere alla seconda domanda utilizziamo la definizione di accelerazione. Infatti sappiamo che l’accelerazione è il concetto fisico che mette in relazione la variazione di velocità e il tempo necessario per ottenere tale variazione. Dal punto di vista matematico è definita come
Prima di procedere alla risoluzione dell’esercizio 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 ci permette di risolvere l’esercizio. Infatti
e sapendo che il caccia parte da fermo, quindi , otteniamo
Sappiamo che nel grafico velocità-tempo i tratti rettilinei rappresentano moti ad accelerazione costante dove l’accelerazione è la pendenza della retta. Nel dettaglio i tre tratti rettilinei presenti in questo esercizio sono rispettivamente con accelerazione positiva, accelerazione nulla (quindi un moto a velocità costante) ed infine ad accelerazione negativa. Inoltre sappiamo anche che quando abbiamo un moto descritto tramite il grafico velocità-tempo lo spazio percorso è esattamente uguale all’area del sotto-grafico. Per calcolare tale area, e quindi rispondere alla prima domanda, dividiamo l’area in tre figure, ossia
Da cui
Infine per scrivere le tre leggi orarie necessitiamo di calcolare le tre accelerazioni, quindi
Un’auto è ferma in fondo a un rettilineo alla distanza di da un semaforo rosso. Quando il semaforo diventa verde, l’auto parte con accelerazione costante. Il semaforo ridiventa rosso dopo . Calcola il valore minimo di accelerazione che l’auto deve avere per riuscire a passare col verde.
Prima di procedere con la soluzione cerchiamo di capire quello che ci viene chiesto. Noi dobbiamo calcolare l’accelerazione minima che un’auto deve avere per partire da ferma e percorrere in meno di . Quindi le grandezze in gioco sono il tempo, l’accelerazione e lo spazio percorso in quel tempo. Un problema di questo genere qui si risolve sempre utilizzando la legge oraria. La legge oraria infatti è una formula che permette di calcolare la posizione di un corpo a un determinato istante del tempo. Nel moto uniformemente accelerato la legge oraria è
dove è la posizione del corpo all’istante , è la posizione del corpo all’istante , è la velocità del corpo all’istante e infine è l’accelerazione costante del corpo. Risulta evidente che per procedere con la scrittura formale della legge oraria sia necessario fissare un sistema di riferimento, quindi poniamo che la posizione sia nel punto in cui la macchina si trova quando il semaforo diventa verde mentre l’istante sia l’istante in il semaforo diventa verde. Una volta fissato questo
Per calcolare la distanza percorsa in un moto uniformemente accelerato si utilizza la legge oraria. La legge oraria infatti è una formula che permette di calcolare la posizione di un corpo a un determinato istante del tempo. Nel moto uniformemente accelerato la legge oraria è
dove è la posizione del corpo all’istante , è la posizione del corpo all’istante , è la velocità del corpo all’istante e infine è l’accelerazione costante del corpo. Risulta evidente che per procedere con la scrittura formale della legge oraria sia necessario fissare un sistema di riferimento, quindi poniamo che la posizione sia nel punto in cui il corridore parte mentre l’istante sia l’istante in cui il corridore parte. Una volta fissato questo