Una ciclista esce di casa e pedala in
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO RETTILINEO UNIFORME
Una ciclista esce di casa e pedala in pianura alla velocità costante di 30 km/h.
1. Trasforma la velocità in m/s
2. Scrivi la sua equazione del moto, scegliendo la porta del suo garage di casa come posizione iniziale
3. Determina la sua posizione dopo 11 s
4. Calcola dopo quanti minuti ha percorso 7,0 km
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 una ciclista che esce di casa e pedala in pianura a velocità costante. Trasformiamo innanzitutto la velocità fornita dal testo in metri al secondo. Scegliamo poi la posizione iniziale (origine) del sistema di riferimento, così da scrivere la legge oraria del moto come richiesto nel punto 2. In seguito, calcoliamo la posizione della ciclista dopo 11 secondi e il tempo da lei impiegato per percorrere 7,0 chilometri, sostituendo questi valori nella legge oraria del moto.
Trasformo la velocità che mi viene fornita dal testo in metri al secondo:
$$v=30\frac{km}{h}=30\times\frac{10^3m}{3,6\times10^3s}=$$
$$=\frac{30}{3.6}\frac{m}{s}=8,33\frac{m}{s}$$
Scegliendo la porta del garage come posizione iniziale, posso scrivere la legge oraria della ciclista:
$$x=x_0+vt=0+vt=\left(8,33\frac{m}{s}\right)t$$
Determino la sua posizione dopo 11 secondi sostituendo il valore fornito dal testo nella legge:
$$x=8,3\frac{m}{s}\times11s=92m$$
Calcolo ora dopo quanti minuti la ciclista ha percorso 7,0 chilometri:
$$7,0\times10^3m=\left(8,3\frac{m}{s}\right)t$$
da cui:
$$t=\frac{7,0\times10^3m}{8,33\frac{m}{s}}=840s=$$
$$=\frac{840}{60} min=14min$$
