A una pista di atletica si associa un sistema
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | VELOCITÀ
A una pista di atletica si associa un sistema di riferimento con l’origine sulla linea di partenza e la posizione s = 100 m sulla linea di arrivo. Un atleta parte da s = 100 m e arriva alla linea di partenza in 12,3 s; poi inverte il moto e percorre di nuovo la pista in 11,9 s. Calcola la sua velocità media nelle due fasi di corsa.
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) Velocità
In questa prima lezione introduciamo la velocità, 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 velocità 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 ci viene detto che a una pista di atletica si associa un sistema di riferimento con l’origine sulla linea di partenza. Determiniamo la velocità media dell’atleta nella prima fase di corsa (da linea di arrivo a linea di partenza) applicandone la definizione. Ripetiamo il medesimo ragionamento per la seconda fase. E’ importante notare che le due velocità che abbiamo calcolato hanno segni discordi; ciò è dovuto al fatto che il moto dell’atleta avviene in versi opposti.
Determino la velocità media dell’atleta nella prima fase di corsa (da linea di arrivo a linea di partenza) applicandone la definizione:
$$v_1=\frac{\Delta x_1}{\Delta t_1}=\frac{x_{f_1}-x_{0_1}}{\Delta t_1}=$$
$$=\frac{0m-100m}{12,3s}=-8,13\frac{m}{s}$$
Il segno meno indica che l’atleta si sta muovendo nel verso opposto a quello scelto come positivo.
Analogamente calcolo la velocità media nella seconda fase (dalla linea di partenza a quella di arrivo):
$$v_2=\frac{\Delta x_2}{\Delta t_2}=\frac{x_{f_2}-x_{0_2}}{\Delta t_2}=$$
$$=\frac{100m-0m}{11,9s}=8,40\frac{m}{s}$$
