La Quebrada è un alto strapiombo vicino
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Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | CADUTA LIBERA
La Quebrada è un alto strapiombo vicino ad Acapulco, in Messico, noto per i tuffi in mare ad alta spettacolarità (e pericolosità) che vi hanno luogo. In uno di questi tuffi un tuffatore si lascia cadere da un’altezza di 35 metri dal pelo dell’acqua.
1. Calcola il tempo impiegato dal tuffatore nella sua caduta
2. Calcola la velocità istantanea del tuffatore al momento dell’impatto con l’acqua
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) 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.
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In questo esercizio si parla della Quebrada, un alto strapiombo vicino ad Acapulco, in Messico. Imponiamo innanzitutto le condizioni del sistema di riferimento: origine nel punto in cui l’atleta si tuffa, direzione verticale e verso dall’alto verso il basso. Determiniamo poi il tempo impiegato dal tuffatore nella caduta partendo dall’equazione oraria e sostituiamo quanto trovato all’interno della legge velocità-tempo. In questo modo possiamo infatti calcolare la velocità dell’atleta nel momento d’impatto con la superficie dell’acqua.
Impongo le condizioni del sistema di riferimento: origine nel punto in cui l’atleta si tuffa, direzione verticale e verso dall’alto verso il basso.
Determino il tempo impiegato dal tuffatore nella sua caduta partendo dalla legge oraria relativa al moto e ricordando che esso parte da fermo:
$$h=h_0+v_0t+\frac{1}{2}gt^2=\frac{1}{2}gt^2$$
da cui:
$$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2\times35m}{9,8\frac{m}{s^2}}}=2,7s$$
Calcolo ora la velocità istantanea del tuffatore al momento dell’impatto con l’acqua sostituendo il valore appena trovato nella legge della velocità-tempo:
$$v=v_0+gt=gt=9,8\frac{m}{s^2}\times2,7s=26\frac{m}{s}$$