Un aereo in fase di decollo si muove
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
Un aereo in fase di decollo si muove sulla pista rettilinea con velocità costante pari a 4,0 m/s. A un certo istante accelera con accelerazione costante pari a 2,5 m/s2. Dopo 12 secondi decolla.
1. Calcola la velocità con cui l’aereo si stacca dalla pista
2. In quanto tempo la velocità dell’aereo aumenta da 4,0 m/s a 8,0 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) Moto Uniformemente Accelerato
Dopo aver visto e analizzato il tema “Accelerazione“, parliamo ora del moto rettilineo uniformemente accelerato. Si tratta, in un certo senso, dell’evoluzione del moto rettilineo uniforme, in quanto la velocità non rimane più costante.
Come ci fa intuire il nome, infatti, si tratta di un moto ad accelerazione costante, pertanto è bene aver ben presente tutto ciò che abbiamo affrontato nella lezione precedente, a partire dalle definizioni, fino ad arrivare ai grafici. Qualora qualcosa non fosse ben chiaro, vi consigliamo di andare a riprendere i concetti e farli vostri.
In questo esercizio vi è un aereo che si trova in fase di decollo e si muove su una pista rettilinea a velocità costante, salvo poi accelerare. Determiniamo la velocità con cui il velivolo si stacca da terra applicando la legge della velocità, ricordando che la fase di accelerazione dura ben 12 secondi. Fatto ciò, calcoliamo il tempo necessario all’aereo per arrivare a una velocità di 8,0 metri al secondo sempre utilizzando la stessa formula di partenza.
Determino la velocità con cui l’aereo si stacca dalla pista applicando la legge della velocità, in quanto so che ci mette 12 secondi prima di decollare:
$$v_{decollo}=v_0+at=$$
$$=4,0\frac{m}{s}+2,5\frac{m}{s^2}\times12s=34\frac{m}{s}$$
Determino ora il tempo necessario all’aereo per arrivare a una velocità di 8,0 metri al secondo sempre partendo dalla legge della velocità:
$$v_f=v_0+at$$
da cui:
$$t=\frac{v_f-v_0}{a}=\frac{(8,0-4,0)\frac{m}{s}}{2,5\frac{m}{s^2}}=1,6s$$
