Un’automobile sta viaggiando verso nord a
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | ACCELERAZIONE
Un’automobile sta viaggiando verso nord a 18,1 m/s. Determina la velocità della vettura dopo 7,50 s, nei casi in cui la sua accelerazione sia:
1. 1,30 m/s2 verso nord;
2. 1,15 m/s2 verso sud.
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) Accelerazione
In questa lezione introduciamo l’accelerazione, una grandezza di cui tutti abbiamo sentito parlare, ma che probabilmente quasi nessuno conosce veramente a pieno.
Oggi, andiamo a snocciolarla e analizzarla per filo e per segno, partendo dalla differenza tra accelerazione media e istantanea e finendo con le interpretazioni grafiche di questa grandezza. Specifichiamo fin da subito che tutto ciò che verrà affrontato in questa lezione, ci accompagnerà per il resto del percorso scolastico. Pertanto, è necessario capire a pieno l’argomento.
In questo esercizio vi è un’automobile che sta viaggiando verso nord a 18,1 metri al secondo. Analizziamo innanzitutto il verso dell’accelerazione nei due casi da risolvere. L’automobile viaggia verso nord (che scelgo come verso positivo), pertanto quando l’accelerazione è concorde, il veicolo aumenta di velocità, mentre quando l’accelerazione è verso sud (la indichiamo con il segno meno), esso ne risulta frenato. Determiniamo dunque i valori richiesti partendo dalla definizione di accelerazione e sostituendo i valori numerici all’interno della formula.
L’automobile viaggia verso nord (che scelgo come verso positivo), pertanto quando l’accelerazione è concorde, il veicolo aumenta di velocità, mentre quando l’accelerazione è verso sud (la indichiamo con il segno meno), esso ne risulta frenato.
Determino dunque i valori richiesti partendo dalla definizione di accelerazione:
$$a_n=\frac{v_f-v_0}{\Delta t}$$
da cui:
$$v_f=a_{n}\Delta t+v_0=$$
$$=1,30\frac{m}{s^2}\times7,50s+18,1\frac{m}{s}=27,9\frac{m}{s}$$
mentre, se l’accelerazione è verso sud:
$$a_s=\frac{v_f-v_0}{\Delta t}$$
da cui:
$$v_f=a_{s}\Delta t+v_0=$$
$$=-1,15\frac{m}{s^2}\times7,50s+18,1\frac{m}{s}=9,48\frac{m}{s}$$
