Un ventricolo del cuore porta la velocità
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Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
Un ventricolo del cuore porta la velocità del sangue da 0 a 26 cm/s in 0,16 s.
1. Qual è l’accelerazione del sangue?
2. Che distanza è percorsa dal sangue durante la fase di accelerazione?
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 un ventricolo del cuore porta la velocità del sangue a 26 centimetri al secondo in 0,16 secondi. Ipotizziamo innanzitutto che l’accelerazione sia costante. Determiniamo dunque il suo valore tramite la legge della velocità. A questo punto, calcoliamo la distanza percorsa dal sangue durante la fase di accelerazione utilizzando l’equazione oraria relativa al moto. Precisiamo che poniamo l’origine del sistema di riferimento a livello del ventricolo, in modo che la posizione iniziale sia pari a zero.
Ipotizziamo che l’accelerazione del sangue sia costante.
Determino il suo valore partendo dalla legge della velocità:
$$v=v_0+at$$
da cui:
$$a=\frac{v-v_0}{t}=\frac{(0,26-0)\frac{m}{s}}{0,16s}=1,6\frac{m}{s^2}$$
Calcolo ora la distanza percorsa dal sangue durante la fase di accelerazione, ponendo l’origine del sistema di riferimento a livello del ventricolo ($x_0=0$):
$$x=x_0+v_0t+\frac{1}{2}at^2=\frac{1}{2}at^2=\frac{1}{2}\times$$
$$\times1,6\frac{m}{s^2}\times(0,16s)^2=0,021m=2,1cm$$