Un corridore diciottenne riesce a completare
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Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | VELOCITÀ
Un corridore diciottenne riesce a completare una corsa di 10 km con una velocità media di 4,39 m/s. Un corridore cinquantenne può coprire la stessa distanza con una velocità media di 4,27 m/s. Con quale ritardo dovrebbe cominciare la sua corsa il corridore più giovane per arrivare al traguardo nello stesso momento del corridore più anziano?
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 un corridore diciottenne che riesce a completare un corsa di 10 km con velocità media di 4,39 metri al secondo. Determiniamo innanzitutto il tempo che impiegherebbe il corridore diciottenne a percorrere i 10 chilometri partendo dalla definizione di velocità media. Analogamente, otteniamo il tempo relativo all’atleta cinquantenne. Osservando i valori trovati possiamo definire il ritardo con cui dovrebbe partire il corridore più giovane per arrivare al traguardo nello stesso momento di più anziano, operando per differenza.
Determino il tempo che ci impiegherebbe il corridore diciottenne partendo dalla definizione di velocità media:
$$v_{18}=\frac{x}{t_{18}}$$
da cui:
$$t_{18}=\frac{x}{v_{18}}=\frac{10\times10^3m}{4,39\frac{m}{s}}=2278s$$
Analogamente, calcolo il tempo che ci impiegherebbe il corridore cinquantenne:
$$t_{50}=\frac{x}{v_{50}}=\frac{10\times10^3m}{4,27\frac{m}{s}}=2342s$$
Osservando i valori trovati posso affermare che il corridore più giovane, per arrivare al traguardo nello stesso momento del corridore più anziano, dovrebbe partire con un ritardo di:
$$\Delta t=2342s-2278s=64s$$