Un’automobile lunga e un camion lungo viaggiano incolonnati in autostrada alla velocità di . A un certo istante l’auto sorpassa il camion, mantenendo un’accelerazione costante di per tutta la durata del sorpasso. Considera che il sorpasso abbia inizio quando l’estremità anteriore dell’auto è allineata con la coda del camion e termini quando la coda dell’auto è allineata con la testa del camion.
Quanto tempo impiega l’automobile ad effettuare il sorpasso? Quale distanza ha percorso l’automobile durante il sorpasso?
Immaginiamo di essere posizionati sulla punta del camion e di osservare il fenomeno. Dal questo punto di vista noi vediamo il muso della macchina che nell’istante in cui parte il sorpasso si trova esattamente prima di noi e nell’istante in cui termina il sorpasso si trova avanti a noi. Pertanto in questo sistema di riferimento il nostro problema consiste nel capire quanto tempo ci mette un oggetto che si muove di moto uniformemente accelerato di accelerazione e velocità iniziale a percorrere . Notiamo che la scelta di questo sistema di riferimento semplifica enormemente i calcoli da fare. Per prima cosa cerchiamo di calcolare la velocità finale dell’auto in questo sistema di riferimento, per fare ciò usiamo la formula
da cui
Quindi alla fine del sorpasso la macchina si muove con una velocità di circa maggiore di quando ha iniziato il sorpasso. Da cui, con la definizione di accelerazione, possiamo calcolare il tempo necessario al sorpasso
quindi
Per concludere l’esercizio e calcolare lo spazio percorso dall’automobile in questi osserviamo che è più comodo usare come sistema di riferimento quello solidale con la strada, quindi fissiamo il punto nel punto esatto in cui parte il sorpasso e fissiamo nell’istante in cui parte il sorpasso. In questo sistema di riferimento possiamo scrivere la legge oraria della punta della macchina come
dove abbiamo già convertito la velocità nell’unità di misura del sistema internazionale, ossia . Da cui