Un etologo studia la corsa di un ghepardo
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO RETTILINEO UNIFORME
Un etologo studia la corsa di un ghepardo lungo un tratto rettilineo e rileva i tempi e le posizioni indicate nella seguente tabella:
1. Calcola la velocità media del ghepardo in ogni tratto e stabilisci se può trattarsi di un moto rettilineo uniforme.
2. Scrivi la legge oraria del moto.
3. Disegna il grafico spazio-tempo.
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 etologo che studia la corsa di un ghepardo lungo un tratto rettilineo. Determiniamo la velocità media del primo tratto applicando la definizione. Ripetiamo il medesimo ragionamento per i tratti 2 e 3. Osserviamo che la velocità media costante in tutti i tratti, pertanto possiamo parlare di moto rettilineo uniforme. In particolare, possiamo scriverne la legge oraria. Disegniamo infine il grafico spazio-tempo del ghepardo.
Determino la velocità media del primo tratto applicando la definizione:
$$v_1=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{(56,6-30,0)m}{(1,0-0,0)s}=26,6\frac{m}{s}$$
Procedo analogamente per gli altri tratti:
$$v_2=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{(83,2-56,6)m}{(2,0-1,0)s}=26,6\frac{m}{s}$$
$$v_3=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{(109,8-83,2)m}{(3,0-2,0)s}=26,6\frac{m}{s}$$
Essendo la velocità media costante in tutti i tratti, posso parlare di moto rettilineo uniforme.
In particolare, posso scriverne la legge oraria:
$$x=x_0+vt=30,0m+26,6\frac{m}{s}t$$
Disegno ora il grafico spazio-tempo:
