Monica lascia cadere dalla finestra
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | CADUTA LIBERA
Monica lascia cadere dalla finestra una chiave ad Andrea che si trova sul marciapiede sottostante. La finestra è a 7,70 m da terra. Andrea ha 1,1 s di tempo per prendere la chiave all’altezza della testa. Qual è l’altezza di Andrea?
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 vi è Monica che lascia cadere una chiave dalla finestra. Imponiamo innanzitutto le condizioni del sistema di riferimento: origine al livello del suolo, direzione verticale e verso dal basso verso l’alto. Calcoliamo poi la quota a cui giungono le chiavi nell’intervallo di tempo fornito dal quesito. Essa dovrà, per forza di cose, corrispondere all’altezza della testa di Andrea. Si tratta dunque di un problema estremamente semplice, in cui basta applicare le classiche formule che abbiamo studiato.
Impongo le condizioni del sistema di riferimento: origine al livello del suolo, direzione verticale e verso dal basso verso l’alto.
Calcolo la quota a cui giungono le chiavi in 1,1 s di tempo applicando l’equazione oraria e sapendo che esse partono da ferme. Il risultato che trovo corrisponderà all’altezza di Andrea.
$$h=h_0+v_0t-\frac{1}{2}gt^2=$$
$$=7,70m+0-\frac{1}{2}\times9,8\frac{m}{s^2}\times(1,1s)^2=$$
$$=1,8m$$
