Un’auto parte da ferma e raggiunge
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
Un’auto parte da ferma e raggiunge la velocità istantanea di 130 km/h con un’accelerazione costante pari a 2,0 m/s2.
1. Calcola la distanza percorsa dall’auto
2. Calcola l’intervallo di tempo necessario per raggiungere queste velocità
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’auto che parte da ferma e raggiunge una velocità di 130 chilometri orari. Determiniamo innanzitutto il tempo necessario per raggiungere tale velocità partendo dalla legge della velocità-tempo. Calcoliamo poi la distanza percorsa dal veicolo sostituendo quanto trovato all’interno della legge oraria relativa al moto.
Determino l’intervallo di tempo necessario per raggiungere 130 chilometri orari applicando la legge della velocità:
$$v=v_0+at$$
da cui:
$$t=\frac{v-v_0}{a}=\frac{\frac{130}{3,6}\frac{m}{s}-0}{2,0\frac{m}{s^2}}=18s$$
Calcolo ora la distanza percorsa dall’auto applicando la legge oraria relativa al moto:
$$\Delta x=v_0t+\frac{1}{2}at^2=$$
$$=\frac{1}{2}at^2=\frac{1}{2}\times2,0\frac{m}{s^2}\times(18s)^2=$$
$$=3,3\times10^2m$$
