Una palla è lanciata in direzione obliqua verso l’alto con una velocità iniziale di e una inclinazione di rispetto all’orizzontale. Trascurando l’attrito con l’aria, qual è il minimo modulo assunto dalla sua velocità tra l’instante del lancio e il momento in cui essa arriva a terra? Motiva la risposta.
Sappiamo che il moto di un proiettile è un particolare moto in due dimensioni dove lungo l’asse l’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme mentre lungo l’asse si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Una volta ricordato questo possiamo osservare che il modulo della velocità sarà minimo quando la componente della velocità sarà minima, infatti il modulo della velocità lo si calcola usando il teorema di Pitagora
quindi sarà minimo quando e in quel caso sarà esattamente uguale a , da cui
Un’automobilina giocattolo cade dal bordo di un tavolo alto e atterra a una distanza di dalla base del tavolo. Quanto è durata la caduta? Qual era il valore della sua velocità iniziale?
Quando la macchina lascia il tavolo possiamo supporre che la sua velocità sia totalmente una velocità orizzontale, da quel momento in poi su di essa inizierà ad agire la forza di gravità e pertanto lungo la direzione il suo moto sarà un moto uniformemente accelerato di accelerazione , mentre lungo la direzione proseguirà il suo moto rettilineo uniforme di velocità . Una volta osservato questo possiamo determinare il tempo di caduta utilizzando le formule del moto uniformemente accelerato, e dopo utilizzare tale tempo nel moto lungo la direzione per determinare la sua velocità iniziale (che ricordiamo essere totalmente orizzontale), ossia
Possiamo supporre che al momento in cui la biglia lascia il tavolo la sua velocità sia una velocità totalmente orizzontale quindi dal momento in cui lascia il tavolo la biglia è soggetta a una accelerazione verso il basso di modulo e proseguirà, lungo la direzione , il suo moto rettilineo uniforme di velocità . Pertanto per risolvere l’esercizio possiamo utilizzare le formule del moto uniformemente accelerato per determinare il tempo di volo e poi utilizzare tale tempo per determinare la distanza percorsa lungo la direzione , quindi
Da che altezza devi lanciare orizzontalmente un oggetto affinchè al momento dell’impatto con il terreno la sua traiettoria formi un angolo di con il terreno stesso? La velocità iniziale di lancio orizzontale è .
Sappiamo che il moto di un proiettile è un particolare moto in due dimensioni dove lungo l’asse l’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme mentre lungo l’asse si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Pertanto una volta arrivato a terra l’oggetto avrà una velocità lungo l’asse pari a e una velocità lungo l’asse dipendente dall’altezza di lancio e determinabile con le formule del moto uniformemente accelerato. Se vogliamo che l’angolo formato dal vettore velocità sia esattamente di allora la sua componente e la sua componente devono essere uguali e pertanto , da cui
Sara lancia un sasso da un ponte su un laghetto. Il lancio è orizzontale, il sasso parte con velocità e finisce in acqua dopo . Calcola da quale altezza rispetto al laghetto Sara ha lanciato il sasso. Calcola la velocità del sasso quando entra in acqua.
Sappiamo che il moto di un proiettile è un particolare moto in due dimensioni dove lungo l’asse l’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme mentre lungo l’asse si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Pertanto per determinare il tempo necessario al sasso per arrivare in acqua dobbiamo considerare esclusivamente il moto lungo la direzione e quindi usare solo le formule del moto uniformemente accelerato, ossia
Per determinare la velocità invece osserviamo che lungo la direzione la velocità del sasso rimane costante, da cui , per determinare la velocità lungo la direzione possiamo ancora una volta utilizzare le formule del moto uniformemente accelerato, quindi
Una volta determinata anche la componente possiamo utilizzare il teorema di Pitagora per calcolare la velocità complessiva
Giorgio lancia orizzontalmente un sasso in uno stagno. Al momento del lancio, il sasso ha una velocità di ; la mano di Giorgio è a dalla superficie dell’acqua. Calcola la velocità del sasso quando entra in acqua.
Sappiamo che il moto di un proiettile è un particolare moto in due dimensioni dove lungo l’asse l’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme mentre lungo l’asse si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Pertanto lungo la direzione la velocità del sasso rimane costante, da cui , per determinare la velocità lungo la direzione possiamo utilizzare le formule del moto uniformemente accelerato, quindi
Una volta determinata anche la componente possiamo utilizzare il teorema di Pitagora per calcolare la velocità complessiva
Un gabbiano vola a un’altezza di dalla superficie marina in direzione orizzontale, alla velocità di , quando dal becco perde il pesce che aveva raccolto. Calcola il tempo impiegato dal pesce per raggiungere la superficie dell’acqua. Determina l’equazione della traiettoria in un sistema di riferimento con l’asse verticale e orientata verso il basso.
Sappiamo che il moto di un proiettile è un particolare moto in due dimensioni dove lungo l’asse l’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme mentre lungo l’asse si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Pertanto per studiare il tempo necessario al pesce per raggiungere il mare dobbiamo utilizzare esclusivamente le formule del moto uniformemente accelerato che avviene lungo l’asse , quindi
Per determinare la traiettoria nel sistema di riferimento indicato dobbiamo mettere a sistema le due equazioni del moto, ossia
Emma lancia un sasso in orizzontale dalla scogliera verso il mare, con una velocità iniziale di . Quando il sasso arriva in acqua, il modulo della sua velocità vale . Determina: il modulo della velocità verticale del sasso all’arrivo nell’acqua e l’altezza della scogliera.
Sappiamo che il moto di un proiettile è un particolare moto in due dimensioni dove lungo l’asse l’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme mentre lungo l’asse si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Pertanto sappiamo che la velocità lungo la direzione del sasso nel momento in cui arriva in acqua è ancora , quindi possiamo determinare la velocità verticale utilizzando il teorema di Pitagora, ossia
Una volta determinata la velocità finale del sasso lungo l’asse , utilizzando le formule del moto uniformemente accelerato, possiamo determinare lo spazio percorso, infatti
Una palla, lanciata orizzontalmente alla velocità di da un ponte, arriva in acqua dopo dalla partenza. Qual è il modulo della velocità della palla all’atterraggio?
Sappiamo che il moto di un proiettile è un particolare moto in due dimensioni dove lungo l’asse l’oggetto si muove di moto rettilineo uniforme mentre lungo l’asse si muove di moto uniformemente accelerato con accelerazione . Quindi lungo l’asse la palla avrà velocità costante, mentre lungo la direzione possiamo calcolare la velocità utilizzando le formule del moto uniformemente accelerato. Quindi
una volta determinata la velocità lungo l’asse , con il teorema di Pitagora, possiamo determinare la velocità complessiva della palla
Nel 1991 ai Campionati Mondiali di Atletica Leggera di Tokyo, l’atleta statunitense Mike Powell stabilì il record mondiale di salto in lungo con la misura di , migliorando così il precedente record di . Assumi che la forza di attrito sia stata trascurabile durante il salto e che Powell sia saltato dalla pedana con un angolo di inclinazione di . Quale velocità aveva Powell al momento del salto?
In questo esercizio consideriamo che “il proiettile” sia proprio l’atleta che salta, pertanto noi conosciamo la gittata e dobbiamo determinare la velocità. Osserviamo anche che nel caso dell’esercizio, in cui l’angolo di lancio è , la velocità lungo l’asse coincide con quella lungo l’asse , pertanto
Quindi sia lungo la direzione che lungo la direzione Powell aveva velocità di , da cui possiamo ricavare la sua velocità utilizzando o il teorema di Pitagora oppure