Un astronauta arrivato su un lontano pianeta vuole determinare l’accelerazione di gravità. L’astronauta lancia un sasso verso l’alto con una velocità iniziale di e misura un tempo di prima che il sasso ritorni sulla sua mano. Calcola l’accelerazione di gravità sul pianeta.
Prima di procedere con lo svolgimento dell’esercizio ragioniamo sulla velocità che avrà il sasso nel momento in cui tornerà sulla mano dell’astronauta. Per fare questo analizziamo la velocità del sasso istante dopo istante. Il sasso parte con velocità positiva (diretta verso l’alto) e sotto l’azione della forza di gravità rallenterà fino al punto in cui la sua velocità sarà nulla e l’altezza sarà quella massima, da quel momento in poi la velocità del sasso inizierà ad aumentare di modulo (verso il basso e quindi con segno negativo) fino a tornare sulla mano dell’astronauta. Pertanto il sasso accelera e decelera sempre sotto l’azione della forza di gravità che è costante sia in salita che in discesa (ovviamente trascurando l’azione di attrito dell’aria) pertanto il sasso quando torna al punto di partenza avrà velocità pari a . Una volta capito questo, grazie alla definizione di accelerazione, possiamo determinare che