La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) si
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Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | VELOCITÀ
La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) si muove alla velocità media di 2,8 x 104 km/h descrivendo orbite approssimativamente circolari di raggio 6735 km. Contemporaneamente una lumaca si muove in un giardino alla velocità media di 0,013 m/s. Calcola:
1. Il numero di orbite percorse dalla ISS in un giorno;
2. La distanza percorsa dalla lumaca nell’ipotesi che si muova a velocità costante per un intero giorno.
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 la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) che si muove ad una certa velocità media. Determiniamo innanzitutto la lunghezza dell’orbita ricordando che essa è assimilabile a una circonferenza. Calcoliamo poi la distanza percorsa dalla ISS in un giorno partendo dalla definizione di velocità media. Successivamente, ricaviamo il numero di orbite percorse in un giorno facendo una semplice divisione tra le due grandezze che abbiamo appena trovato. Determiniamo infine la distanza percorsa dalla lumaca nell’ipotesi che si muova a velocità costante per un intero giorno.
Determino la lunghezza dell’orbita ricordando che essa è assimilabile a una circonferenza:
$$l_{orb}=2\pi r_{orb}=$$
$$=2\pi\times6735km=4,23\times10^4km$$
Determino la distanza percorsa dalla ISS in un giorno partendo dalla definizione di velocità media:
$$v_{ISS}=\frac{\Delta x_{ISS}}{\Delta t}$$
da cui:
$$\Delta x_{ISS}=v_{ISS}\Delta t=$$
$$=2,8\times10^4h\times24h=6,72\times10^5km$$
Calcolo ora il numero di orbite percorse in un giorno facendo una semplice divisione tra la distanza percorsa dalla ISS in un anno e la lunghezza di un’orbita:
$$n_{orbite}=\frac{\Delta x_{ISS}}{l_{orb}}=\frac{6,72\times10^5km}{4,23\times10^4km}\approx16$$
Per essere più precisi, affermo che la ISS percorre l’orbita 15 volta in maniera completa e 1 una volta quasi per la sua interezza (15,9 volte).
Determino ora la distanza percorsa dalla lumaca nell’ipotesi che si muova a velocità costante per un intero giorno:
$$\Delta x_{lum}=v_{lum}\Delta t=$$
$$=0,013\frac{m}{s}\times24\times3600s=1,1\times10^3m$$