La posizione di un oggetto è data dalla legge

La posizione di un oggetto è data dalla legge
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Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO

La posizione di un oggetto è data dalla legge oraria s = 5,0 m – (16 m/s) t + (2,0 m/s²) t².
In quale istante l’oggetto è fermo?

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) Moto Uniformemente Accelerato

Dopo aver visto e analizzato il tema “Accelerazione“, parliamo ora del moto rettilineo uniformemente accelerato. Si tratta, in un certo senso, dell’evoluzione del moto rettilineo uniforme, in quanto la velocità non rimane più costante.
Come ci fa intuire il nome, infatti, si tratta di un moto ad accelerazione costante, pertanto è bene aver ben presente tutto ciò che abbiamo affrontato nella lezione precedente, a partire dalle definizioni, fino ad arrivare ai grafici. Qualora qualcosa non fosse ben chiaro, vi consigliamo di andare a riprendere i concetti e farli vostri.

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In questo esercizio ci viene detto che il livello medio degli oceani si sta innalzando di circa 3 millimetri all’anno, anche se, secondo alcuni studi, questa velocità aumenta ogni anno. Determiniamo il livello dell’innalzamento del mare sia nel caso in cui lo assimiliamo a un moto uniformemente accelerato sia nel caso in cui ci rifacciamo invece al moto rettilineo uniforme. A questo punto confrontiamo i due valori e stabiliamo la differenza che si ha.

Esercizio PDF

Dalla legge oraria ricavo i valori della velocità iniziale e dell’accelerazione:

$$v_0=-16\frac{m}{s}$$

e

$$\frac{1}{2}a=2,0\frac{m}{s^2}$$

da cui:

$$a=4,0\frac{m}{s^2}$$

Determino dunque l’istante in cui l’oggetto è fermo, ovvero quando la sua velocità è nulla, partendo dalla legge della velocità:

$$0=v_0+at$$

da cui:

$$t=-\frac{v_0}{a}=-\frac{-16\frac{m}{s}}{4,0\frac{m}{s^2}}=4,0s$$