Un’automobile passa da una velocità istantanea
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
Un’automobile passa da una velocità istantanea di 150 km/h a una di 65 km/h con un’accelerazione uguale a -1,8 m/s2.
1. Calcola la distanza percorsa dall’auto (spazio di frenata)
2. Calcola quanto tempo impiega per effettuare questa frenata
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’automobile che passa da una velocità istantanea di 150 a 65 chilometri orari. Determiniamo innanzitutto il tempo necessario per raggiungere questa variazione di velocità applicando la definizione di accelerazione. Calcoliamo poi la distanza percorsa dall’auto in questo intervallo di tempo, sostituendo quanto trovato all’interno della legge oraria relativa al moto.
Determino l’intervallo di tempo necessario per passare da 150 a 65 chilometri orari applicando la definizione di accelerazione:
$$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$$
da cui:
$$\Delta t=\frac{v_f-v_0}{a}=\frac{\frac{65-150}{3,6}\frac{m}{s}}{-1,8\frac{m}{s^2}}=13s$$
Calcolo ora la distanza percorsa dall’automobile applicando la legge oraria relativa al moto:
$$\Delta x=v_0t+\frac{1}{2}at^2=\frac{150}{3,6}\frac{m}{s}\times13s+$$
$$+\frac{1}{2}\times(-1,8)\frac{m}{s^2}\times(13s)^2=3,9\times10^2m$$
