Un oggetto puntiforme si muove nel piano e compie la traiettoria riportata nel grafico
L’oggetto parte dalla posizione all’istante e arriva al punto dopo . Il grafico riporta la posizione dell’oggetto a ogni secondo. Stabilisci se i moti lungo e sono coerenti con un moto rettilineo uniforme oppure con un moto uniformemente accelerato, e determinane i parametri. Determina il modulo della velocità dell’oggetto all’istante .
Vediamo che lungo la direzione l’oggetto avanza di un metro ogni secondo, pertanto il moto descritto lungo tale direzione è un moto rettilineo uniforme di legge oraria
La stessa cosa non possiamo dire lungo la direzione , infatti nel primo secondo vediamo l’oggetto avanzare di , nel secondo secondo di , nel terzo secondo di mentre nell’ultimo secondo di pertanto siamo di fronte a un moto uniformemente accelerato di legge oraria generica
da cui, inserendo i valori ottenuti dal grafico, possiamo ricavare due equazioni che ci permetteranno di determinare i due valori mancanti e , ossia
pertanto, risolvendo il sistema, si ricava
A questo punto per determinare il modulo della velocità all’istante determiniamo i moduli lungo le due componenti e poi utilizziamo il teorema di Pitagora.
Nella figura sono rappresentate le posizioni nel piano di un oggetto puntiforme che si muove a velocità costante durante un intervallo di . L’oggetto parte dall’origine del sistema di riferimento all’istante . La figura riporta la posizione dell’oggetto a ogni secondo.
Determina dai dati del grafico il modulo e la direzione della velocità della particella. Determina l’equazione che lega le componenti e della posizione dell’oggetto.
Dal grafico possiamo notare che sia in direzione che in direzione il moto in questione è un moto a velocità costante, infatti l’oggetto in direzione percorre mentre in direzione percorre , pertanto
da cui possiamo ricavare il modulo della velocità con il teorema di Pitagora e la direzione della velocità con l’arco tangente, ossia
Per rispondere alla seconda domanda osserviamo che le due leggi orarie sono
Il vettore spostamento è il vettore che ha come punto di applicazione A e come fine il punto B, ossia
Per definirlo correttamente ci basta pertanto determinare il suo modulo e l’angolo che forma con l’asse . Il modulo lo possiamo calcolare con il teorema di Pitagora, infatti
mentre l’angolo lo possiamo calcolare con l’arcotangente, ossia
Per concludere l’esercizio calcoliamo la velocità media dell’oggetto ricordandoci che la velocità media è definita come lo spazio percorso fratto il tempo necessario a percorrerlo, ossia