Lanci verso l’alto una palla
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | CADUTA LIBERA
Lanci verso l’alto una palla che si trova a terra con una velocità iniziale pari a 12,5 m/s. Calcola:
1. La velocità della palla dopo 1,0 s e l’altezza raggiunta;
2. La velocità della palla dopo 2,0 s e l’altezza raggiunta
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) Caduta Libera
In questa ultima lezione del capitolo, affrontiamo la caduta libera, ovvero un caso particolare di moto rettilineo uniformemente accelerato.
Analizzeremo tre casi specifici: caduta da un’altezza h con partenza da fermo, lancio verso il basso e lancio verso l’alto. Ovviamente, tutto ciò verrà preceduto da una brevissima parte generale, in cui descriviamo tutte le caratteristiche necessarie per comprendere al meglio l’argomento. È bene specificare che, essendo un caso particolare del moto uniformemente accelerato, è necessario conoscere a menadito quest’ultimo.
In questo esercizio ci viene presentata la seguente situazione: “lanci una palla verso l’alto con velocità iniziale di 12,5 metri al secondo”. Imponiamo innanzitutto le condizioni del sistema di riferimento: origine nel punto di lancio, direzione verticale e verso dal basso verso l’alto. Determiniamo poi la velocità dopo gli intervalli di tempo richiesti dal quesito applicando la legge della velocità. Calcoliamo infine le altezze raggiunte nei medesimi intervalli utilizzando l’equazione oraria.
Impongo le condizioni del sistema di riferimento: origine nel punto di lancio, direzione verticale e verso dal basso verso l’alto.
Determino la velocità della palla dopo 1,0 secondi applicando la legge della velocità:
$$v_1=v_0-gt=$$
$$=12,5\frac{m}{s}-9,8\frac{m}{s^2}\times1,0s=2,7\frac{m}{s}$$
E l’altezza raggiunta in quell’istante:
$$h_1=h_0+v_0t-\frac{1}{2}gt^2=0+12,5\frac{m}{s}\times$$
$$\times1,0s-\frac{1}{2}\times9,8\frac{m}{s^2}\times(1,0s)^2=7,6m$$
In maniera analoga procedo per il tempo t = 2,0 secondi:
$$v_2=v_0-gt=$$
$$=12,5\frac{m}{s}-9,8\frac{m}{s^2}\times2,0s=-7,1\frac{m}{s}$$
e
$$h_2=h_0+v_0t-\frac{1}{2}gt^2=0+12,5\frac{m}{s}\times$$
$$\times2,0s-\frac{1}{2}\times9,8\frac{m}{s^2}\times(2,0s)^2=5,4m$$
