3.10
Le equazioni cinematiche del moto sono utili per risolvere problemi che coinvolgono il movimento unidimensionale di oggetti in costante accelerazione.
Prendi in considerazione una coppia che guida verso una caffetteria nelle vicinanze. Avviano l'auto e applicano un'accelerazione costante di 2 metri al secondo quadrato. Quale sarà la velocità dell'auto dopo 20 secondi e la distanza percorsa da essa in quel tempo?
La scelta dell'equazione per risolvere il problema dipende dalle quantità note e dalle quantità incognite.
Qui, le grandezze note sono l'accelerazione costante, il tempo, la posizione iniziale e la velocità iniziale, poiché l'auto era ferma. Le quantità incognite sono la velocità e la distanza percorsa dopo 20 secondi, che possono essere calcolate utilizzando la prima e la seconda equazione cinematica.
Sostituendo i valori noti nella prima equazione cinematica si ottiene la velocità dell'auto, che equivale a 40 metri al secondo.
Quindi, sostituendo i valori noti nella seconda equazione cinematica, semplificandola e risolvendola si ottiene la distanza percorsa dall'auto pari a 400 metri.
Quando si analizza il moto unidimensionale con accelerazione costante, le strategie di risoluzione dei problemi comprendono l'identificare e conoscere le grandezze e scegliere l'equazione cinematica appropriata per risolvere le incognite. Sono necessarie una o due equazioni cinematiche per risolvere le incognite, ciò dipende da quali grandezze si conoscono e da quali non si conoscono. Generalmente, il numero di equazioni richiesto è uguale al numero di grandezze non conosciute nell'esempio dato. Il problema dell'inseguimento tra due corpi richiede sempre due equazioni da risolvere simultaneamente per trovare il valore dell'incognita.
Nei problemi complessi, non è sempre possibile identificare l'incognita o l'ordine in cui eseguire i calcoli. In questi scenari, è utile fare una lista di incognite e disegnare uno schizzo del problema per capire la direzione del moto dell'oggetto. Per risolvere il problema, sostituire i dati conosciuti nell'equazione appropriata. Questo passaggio da una risposta numerica, e fornisce anche un controllo sulle unità che può aiutarci a trovare eventuali errori. Se le unità sono scorrette, allora è stato commesso un errore. Comunque, le unità corrette non garantiscono necessariamente che la risposta sia corretta anche dal lato numerico.
Il passaggio finale nel risolvere i problemi è controllare la risposta e vedere se è ragionevole. Questo passaggio finale è cruciale in quanto l'obiettivo della fisica è quello di descrivere accuratamente la natura. Per capire se la risposta è ragionevole, controllare sia la grandezza che il segno, oltre che le unità. Questo ci permette di ottenere una comprensione concettuale dei problemi che stiamo risolvendo. Qualche volta un principio fisico potrebbe essere applicato correttamente per risolvere un problema numerico, ma produrre un risultato irragionevole. Per esempio, se un atleta che inizia una corsa a piedi accelera a 0,4 m/s2 per 100 secondi, la sua velocità finale sarà di 40 m/s (circa 150 km/h). Questo risultato è irragionevole perché una persona non può correre ad una velocità così elevata per 100 secondi. Qui, la fisica in un certo senso è corretta, ma per descrivere la natura serve di più del manipolare correttamente le equazioni.
Questo testo è stato tratto e adattato da Openstax, University Physics Volume 1, Section 3.4: Motion with Constant Acceleration.
Le equazioni cinematiche del moto sono utili per risolvere problemi che coinvolgono il movimento unidimensionale di oggetti in costante accelerazione.
Prendi in considerazione una coppia che guida verso una caffetteria nelle vicinanze. Avviano l'auto e applicano un'accelerazione costante di 2 metri al secondo quadrato. Quale sarà la velocità dell'auto dopo 20 secondi e la distanza percorsa da essa in quel tempo?
La scelta dell'equazione per risolvere il problema dipende dalle quantità note e dalle quantità incognite.
Qui, le grandezze note sono l'accelerazione costante, il tempo, la posizione iniziale e la velocità iniziale, poiché l'auto era ferma. Le quantità incognite sono la velocità e la distanza percorsa dopo 20 secondi, che possono essere calcolate utilizzando la prima e la seconda equazione cinematica.
Sostituendo i valori noti nella prima equazione cinematica si ottiene la velocità dell'auto, che equivale a 40 metri al secondo.
Quindi, sostituendo i valori noti nella seconda equazione cinematica, semplificandola e risolvendola si ottiene la distanza percorsa dall'auto pari a 400 metri.
From Chapter 3:
Now Playing
Movimento lungo una linea retta
24.5K Views
Movimento lungo una linea retta
23.0K Views
Movimento lungo una linea retta
21.3K Views
Movimento lungo una linea retta
26.8K Views
Movimento lungo una linea retta
13.0K Views
Movimento lungo una linea retta
13.0K Views
Movimento lungo una linea retta
20.6K Views
Movimento lungo una linea retta
13.6K Views
Movimento lungo una linea retta
12.4K Views
Movimento lungo una linea retta
10.2K Views
Movimento lungo una linea retta
11.4K Views
Movimento lungo una linea retta
25.7K Views
Movimento lungo una linea retta
9.6K Views
Movimento lungo una linea retta
7.4K Views