Il Frecciarossa 1000 è composto da 8 carrozze
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Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | VELOCITÀ
Il Frecciarossa 1000 è composto da 8 carrozze per una lunghezza totale di 202 m. Un autotreno a rimorchio, invece, ha una lunghezza complessiva di 18 m. Il camion è fermo in una piazzola della vicina autostrada, parallelamente al verso di marcia del treno, che è lanciato alla velocità costante di 300 km/h. Quanto tempo impiega il Frecciarossa per superare completamente il camion?
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, …
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2) Velocità
In questa prima lezione introduciamo la velocità, una grandezza di cui tutti abbiamo sentito parlare, ma che probabilmente quasi nessuno conosce veramente a pieno.
Oggi, andiamo a snocciolarla e analizzarla per filo e per segno, partendo dalla differenza tra velocità media e istantanea e finendo con le interpretazioni grafiche di questa grandezza. Specifichiamo fin da subito che tutto ciò che verrà affrontato in questa lezione, ci accompagnerà per il resto del percorso scolastico. Pertanto, è necessario capire a pieno l’argomento.
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In questo esercizio vi è il Frecciarossa 1000 che è composto da 8 carrozze per una lunghezza totale di 202 metri. Determiniamo innanzitutto la distanza che si frappone tra il la coda del treno e la punta del camion, in quanto essa coincide con la lunghezza necessaria per superare completamente il camion. A questo punto, non ci resta altro che scrivere la formula della velocità media, esplicitare l’intervallo di tempo, sostituire i valori numerici di cui disponiamo e fare i calcoli.
Quando il treno raggiunge il camion, si ha che l’ultimo vagone dista dal punto più lontano dell’autotreno all’incirca:
$$\Delta x=202m+18m=220m$$
Pertanto, per superare completamente il camion, il Frecciarossa dovrà percorrere 220 metri. Determino dunque il tempo necessario affinché ciò avvenga partendo dalla definizione di velocità media:
$$v_m=\frac{\Delta x}{\Delta t}$$
da cui:
$$\Delta t=\frac{\Delta x}{v_m}=\frac{220m}{83,3\frac{m}{s}}=2,64s$$