Nel 1998 la NASA ha lanciato nello spazio
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | ACCELERAZIONE
Nel 1998, la NASA ha lanciato nello spazio la sonda spaziale Deep-Space 1 per testare nuove tecnologie spaziali: tra queste un innovativo sistema di propulsione. Il motore era in grado di aumentare la velocità del veicolo di circa 9,0 m/s al giorno.
1. Qual era l’accelerazione del veicolo in m/s2?
2. Quanti giorni erano necessari per aumentare la velocità di 180 m/s?
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 ci viene detto che nel 1998 la NASA ha lanciato nello spazio la sonda Deep-Space 1. Convertiamo innanzitutto l’accelerazione che ci viene fornita dal testo in metri al secondo quadrato. Dopodiché, calcoliamo i giorni necessari per aumentare la velocità di 180 metri al secondo partendo dalla definizione di accelerazione media. Insomma, nulla di complicato.
Determino l’accelerazione del veicolo nell’unità richiesta dall’esercizio, sapendo che in un giorno vi sono 24 ore e che ogni ora è composta da 3600 secondi:
$$a_m=\frac{9,0\frac{m}{s}}{24\times3600s}=1,0\times10^{-4}\frac{m}{s^2}$$
Calcolo ora i giorni necessari per aumentare la velocità di 180 m/s partendo dalla definizione di accelerazione media e utilizzando l’accelerazione che mi viene fornita dal testo in m/s al giorno:
$$a_m=\frac{\Delta v}{\Delta t}$$
da cui:
$$\Delta t=\frac{\Delta v}{a_m}=\frac{180\frac{m}{s}}{9,0\frac{\frac{m}{s}}{giorno}}=20\ giorni$$
Volendo posso anche utilizzare l’accelerazione espressa in metri al secondo quadrato, ma dovrei poi convertire il risultato da secondi a giorni.
