Un sottomarino invia un segnale sonoro
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO RETTILINEO UNIFORME
Un sottomarino invia un segnale sonoro verso il fondo per stabilire la sua profondità. In acqua il suono viaggia con una velocità costante di 1450 m/s. Il segnale torna al ricevitore dopo 0,50 s. A quale distanza dal fondo del mare si trova il mezzo?
1) Moto Rettilineo
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, in questa unità didattica ci soffermeremo sul moto rettilineo, andando ad analizzare due casi: velocità costante e accelerazione costante.
In questa breve pagina introduttiva specificheremo alcuni concetti essenziali per la comprensione e la spiegazione di ciò che affronteremo successivamente, come ad esempio i sistemi di riferimento, la traiettoria, …
2) Moto Rettilineo Uniforme
Dopo aver visto e analizzato il tema “Velocità“, parliamo ora del moto rettilineo uniforme. Si tratta del moto più semplice che esista, non a caso è il primissimo che incontriamo.
Come ci fa intuire il nome, si tratta di un moto a velocità costante, pertanto è bene aver ben presente tutto ciò che abbiamo affrontato nella lezione precedente, a partire dalle definizioni, fino ad arrivare ai grafici. Qualora qualcosa non fosse ben chiaro, vi consigliamo di andare a riprendere i concetti e farli vostri. Fatta questa doverosa premessa, cominciamo subito con questo nuovo argomento.
In questo esercizio vi è un sottomarino che invia un segnale sonoro verso il fondo. Se il segnale torna al ricevitore significa che è arrivato sul fondo del mare e poi è tornato indietro. Dunque, il suono ha percorso il doppio della distanza che mi viene richiesto di trovare. Possiamo quindi impostare una relazione che mi esprima questa grandezza in funzione della velocità e del tempo. A questo punto, non ci resta che sostituire i valori numerici, fare i calcoli e ottenere così il risultato richiesto.
Se il segnale torna al ricevitore significa che è arrivato sul fondo del mare e poi è tornato indietro. Dunque, il suono ha percorso il doppio della distanza che mi viene richiesto di trovare. Posso dunque impostare una relazione che mi esprima questa grandezza in funzione della velocità e del tempo:
$$2h=vt$$
da cui ricavo che:
$$h=\frac{vt}{2}=\frac{1450\frac{m}{s}\times0,50s}{2}=3,6\times10^2m$$
