Due pullman partono dalla stessa stazione
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO RETTILINEO UNIFORME
Due pullman partono dalla stessa stazione alla stessa ora. Il primo pullman si muove con velocità costante va = 45 km/h per 45 minuti; poi si ferma per 15 minuti in un’area di servizio; quindi riparte con la stessa velocità iniziale. Il secondo pullman si muove con velocità vb = 40 km/h e non si ferma mai.
1. Calcola la distanza percorsa dai due pullman in un’ora e quindici minuti.
2. Disegna il grafico spazio-tempo delle loro corse.
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 sono due pullman che partono dalla stessa stazione alla stessa ora. Determiniamo la distanza percorsa dal primo treno analizzando per bene il tragitto da esso effettuato. Analogamente, determiniamo quella del secondo. Rappresentiamo infine il grafico spazio-tempo delle loro corse imponendo come origine del sistema di riferimento il punto da cui entrambi i treni partono e come verso quello concorde al loro moto
Determino la distanza percorsa dal primo treno durante l’ora e i quindici minuti sapendo che nei primi quarantacinque minuti $\left(45min=\frac{3}{4}h\right)$ si muove alla stessa velocità degli ultimi quindici $\left(15min=\frac{1}{4}h\right)$ e nel mezzo rimane fermo:
$$d_{a_{tot}}=d_{a_1}+d_{a_2}+d_{a_3}=$$
$$=v_at_1+0+v_at_3=v_a(t_1+t_3)=$$
$$=45\frac{km}{h}\times(\frac{3}{4}h+\frac{1}{4}h)=45km$$
Determino ora la distanza percorsa dal secondo treno sapendo che non si ferma mai $\left(1h15min=\frac{5}{4}h\right)$:
$$d_{b_{tot}}=v_bt_{tot}=40\frac{km}{h}\times\frac{5}{4}h=50km$$
Rappresento infine il grafico spazio-tempo delle loro corse imponendo come origine del sistema di riferimento il punto da cui entrambi i treni partono e come verso quello concorde al loro moto:
