Il passeggero di un’automobile registra la velocità
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | ACCELERAZIONE
Il passeggero di un’automobile registra la velocità indicata dal tachimetro ogni 20 s e ottiene la seguente tabella: (0 s; 30 km/h), (20 s; 65 km/h), (40 s; 105 km/h) e (60 s; 90 km/h).
1. In quale intervallo di tempo si ha la massima accelerazione? Qual è il suo valore?
2. Calcola la decelerazione media nell’ultimo intervallo di 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) Accelerazione
In questa lezione introduciamo l’accelerazione, 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 accelerazione 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 vi è il passeggero di un’automobile che registra la velocità indicata dal tachimetro ogni 20 secondi. Osserviamo innanzitutto i valori presenti nella tabella. Notiamo subito che l’intervallo di tempo è sempre lo stesso, perciò ci focalizziamo sulle variazioni di velocità. Individuata quella di entità maggiore, procediamo al calcolo dell’accelerazione media in quell’intervallo applicando la definizione. Analogamente determiniamo la decelerazione media nell’ultimo intervallo di tempo.
Osservando i diversi valori che ho a disposizione, noto che l’intervallo di tempo è sempre di 20 secondi. Ciò significa che avrò la massima accelerazione in corrispondenza della massima variazione di velocità. Dando un ulteriore sguardo, mi accorgo che nel primo intervallo vi è una variazione di 35 km/h, nel secondo di 40 km/h e nel terzo di -15 km/h. Dunque, si ha la massima accelerazione in corrispondenza del secondo intervallo di tempo, ovvero da 20 a 40 secondi. In particolare, essa vale:
$$a_{2}=\frac{\Delta v_2}{\Delta t_2}=\frac{\frac{105-65}{3,6}\frac{m}{s}}{40s-20s}=0,56\frac{m}{s^2}$$
Calcolo ora la decelerazione media nell’ultimo intervallo di tempo:
$$a_{3}=\frac{\Delta v_3}{\Delta t_3}=\frac{\frac{90-105}{3,6}\frac{m}{s}}{60s-40s}=-0,21\frac{m}{s^2}$$
