Da una parete dell’Olympus Mons il più alto vulcano
Instagram. Tiktok Youtube Facebook
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | CADUTA LIBERA
Da una parete dell’Olympus Mons, il più alto vulcano presente sul suolo di Marte (di altezza 25 km), si stacca un masso che cade per 35 s prima di toccare il suolo. L’accelerazione di gravità su Marte vale 3,7 m/s2. Inoltre, l’atmosfera marziana è molto rarefatta.
1. Calcola la velocità raggiunta dal masso appena prima di toccare il suolo.
2. Calcola in km l’altezza dalla quale cade il masso.
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, …
- Vai alla teoria completa …
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.
- Vai alla teoria completa …
In questo esercizio ci viene detto che da una parete dell’Olympus Mons, il più alto vulcano di Marte, si stacca un masso. Dal testo deduciamo che si tratta di un moto di caduta libera con caduta fermo. Orientiamo il sistema di riferimento verso il basso, così da avere a che fare sempre con valori positivi. A questo punto, non dobbiamo fare altro che utilizzare la legge della velocità e l’equazione oraria relativa al moto per determinare quanto ci viene richiesto dal quesito.
Oriento il sistema di riferimento verticale verso il basso.
Dal testo deduco che il masso comincia la caduta con velocità iniziale nulla:
$$v_0=0$$
Determino la velocità raggiunta dal masso appena prima di toccare il suolo sfruttando la legge apposita:
$$v=v_0+gt=gt=$$
$$=3,7\frac{m}{s^2}\times35s=1,3\times10^2\frac{m}{s}$$
Calcolo ora l’altezza dalla quale cade il masso utilizzando l’equazione oraria:
$$h=\frac{1}{2}gt^2=\frac{1}{2}\times3,7\frac{m}{s^2}\times(35s)^2=$$
$$=2,3\times10^3m=2,3km$$