Il grafico rappresenta la posizione di una formica
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | VELOCITÀ
Il grafico rappresenta la posizione di una formica che si sta muovendo lungo il tronco di un albero.
1. Descrivi il moto della formica
2. Quanto vale la sua velocità media nei quattro tratti?
3. Qual è la sua velocità media sull’intero percorso?
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 fornito il grafico che rappresenta la posizione di una formica che si sta muovendo sul tronco di un albero. Descriviamo innanzitutto il suo moto sapendo che procede in un verso, si ferma, torna indietro e, alla fine, fa ritorno a casa. Determiniamo poi la velocità media in tutti i diversi tratti applicandone la definizione. In maniera analoga, procediamo per il calcolo della $v_m$ dello spostamento considerato nel suo insieme.
La formica comincia il suo moto percorrendo ben 3 centimetri nel primo secondo, salvo poi fermarsi per un altro secondo. Quando riprende a camminare, essa torna indietro per circa 5 centimetri, raggiungendo la posizione -2 all’istante t = 3 secondi. Nell’ultimo secondo del suo moto, la formica torna nel punto da cui è partita.
Determino la velocità media del primo tratto ricordando che essa coincide con il coefficiente angolare della retta:
$$v_1=\frac{(3-0)\times10^{-2}m}{1s-0s}=0,03\frac{m}{s}$$
Analogamente calcolo quella del secondo tratto:
$$v_2=\frac{(3-3)\times10^{-2}m}{2s-1s}=0\frac{m}{s}$$
Del terzo:
$$v_3=\frac{(-2-3)\times10^{-2}m}{3s-2s}=-0,05\frac{m}{s}$$
E del quarto:
$$v_4=\frac{(0-(-2))\times10^{-2}m}{4s-3s}=0,02\frac{m}{s}$$
D’eterno infine la velocità media sull’intero percorso, sempre applicando il medesimo ragionamento:
$$v_m=\frac{s_4-s_0}{t_4-t_0}=\frac{0m-0m}{4s-0s}=0\frac{m}{s}$$
