Roberta sta camminando col suo cane nel parco
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | VELOCITÀ
Roberta sta camminando col suo cane nel parco. Disegna il grafico spazio-tempo del suo moto a partire dalla tabella. Determina:
1. In quale tratto la velocità è maggiore;
2. In quale tratto Roberta si ferma;
3. Per quanto tempo Roberta resta ferma:
4. Cosa accade nel tratto DE;
5. Cosa accade nel tratto EF;
6. Quanto vale la velocità media nel tratto EF.
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 Roberta sta camminando col suo cane nel parco. Innanzitutto rappresentiamo graficamente il grafico spazio-tempo del moto a partire dai valori che troviamo in tabella. Dopodiché, osserviamo il grafico in maniera tale da rispondere alle domande che ci vengono poste. In particolare, analizziamo la pendenza dei vari tratti per determinare in quale di essi la velocità sia maggiore, guardiamo l’intervallo di tempo in cui Roberta rimane ferma, e altro ancora. Per risolvere il quesito 6) applichiamo invece la definizione di velocità media, prendendo come riferimento i punti E ed F.
Rappresento graficamente il grafico spazio-tempo del moto a partire dai valori presenti in tabella:
Osservo il grafico che ho disegnato e rispondo alle domande:
1. La velocità è maggiore nel tratto con pendenza maggiore (corrisponde al coefficiente angolare della retta), pertanto sarà maggiore nel tratto BC. Non prendo in considerazione il tratto EF (che se considerato in valore assoluto ha la pendenza maggiore) in quanto inclinato negativamente.
2. La velocità è nulla nel tratto con pendenza nulla, ovvero nel tratto CD.
3. Roberta resta ferma per un intervallo di tempo pari a:
$$\Delta t=t_D-t_C=16,0s-10,0s=6,0s$$
4. Nel tratto DE Roberta prosegue il suo percorso per 14,0 secondi spostandosi di 10,0 metri nel verso positivo di percorrenza.
5. Nel tratto EF, invece, la retta è inclinata verso il basso. Ciò significa che la ragazza sta tornando indietro, in quanto si muove nel verso negativo di percorrenza.
6. Determino la velocità media nel tratto EF applicando la definizione:
$$v_{EF}=\frac{\Delta s_{EF}}{\Delta t_{EF}}=\frac{s_F-s_E}{t_F-t_E}=$$
$$=\frac{14,0m-50,0m}{36,0s-30,0s}=-6,0\frac{m}{s}$$
