Un ciclista pedala alla velocità di 36 km/h
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Un ciclista pedala alla velocità di 36 km/h; durante gli ultimi 4 s dello sprint finale, con un’accelerazione media di 0,625 m/s2 aumenta la sua velocità.
Calcolare la velocità con cui il corridore taglia il traguardo.
Introduzione all’Argomento:
Storicamente, il moto è il fenomeno fisico più comune, uno dei primi ad essere studiato e analizzato a fondo. La branca generale della fisica che si occupa di ciò si chiama “meccanica”; essa studia infatti come gli oggetti si muovono, come si comportano in presenza di forze esterne e quali grandezze influenzano il moto stesso. In particolare, questi esercizi si rifanno alla cinematica, che consiste nell’analisi e nella descrizione quantitativa del moto a prescindere da ciò che lo determina (cosa che fa invece la dinamica), ricorrendo esclusivamente alle nozioni di spazio e tempo.
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio vi è un ciclista che pedala alla velocità di 10 m/s. Durante lo sprint finale accelera descrivendo perciò un moto uniformemente accelerato. Dunque, la risoluzione del quesito è immediata. Basterà infatti scrivere la legge che descrive la variazione della velocità in funzione dell’accelerazione, sostituire i valori numerici e ottenere così il risultato.
Risoluzione dell’Esercizio:
Trasformo innanzitutto la velocità iniziale del ciclista in un’unità di misura più comoda:
$$v_0=\frac{36\frac{km}{h}}{3,6}=10\frac{m}{s}$$
Determino ora la velocità finale, partendo dalla formula dell’accelerazione media:
$$a_m=\frac{v_f-v_0}{\Delta t}$$
da cui:
$$v_f=v_0+a_m\Delta t=$$
$$=10\frac{m}{s}\times0,625\frac{m}{s^2}\times4s=12,5\frac{m}{s}$$
