Una tuffatrice si tuffa da ferma da un’altezza
Instagram. Tiktok Youtube Facebook
Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO | CADUTA LIBERA
Una tuffatrice si tuffa da ferma da un’altezza di 5,0 m.
1. Quanto tempo impiega per arrivare in acqua?
2. Di quanto dovrebbe salire, in percentuale, per impiegare il doppio del tempo?
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, …
- Vai alla teoria completa …
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.
- Vai alla teoria completa …
In questo esercizio vi è una tuffatrice che si tuffa da ferma da un’altezza di 5,0 metri. Orientiamo innanzitutto il sistema di riferimento verso il basso. Determiniamo poi il tempo di caduta partendo dall’equazione oraria relativa al moto. Calcoliamo poi l’altezza da cui dovrebbe tuffarsi la ragazza affinché impieghi il doppio del tempo, sempre utilizzando la legge oraria. Infine ricaviamo a quanto ammonta il dislivello tra i due tuffi e lo trasformiamo in un aumento percentuale.
Oriento il sistema di riferimento verticale verso il basso.
Dal testo deduco che la tuffatrice comincia la caduta con velocità iniziale nulla:
$$v_0=0$$
Determino il tempo di caduta partendo dalla legge oraria del moto:
$$h=\frac{1}{2}gt^2$$
da cui:
$$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2\times5,0m}{9,8\frac{m}{s^2}}}=1,0s$$
Determino ora l’altezza da cui dovrebbe tuffarsi la ragazza per impiegare il doppio del tempo:
$$h_2=\frac{1}{2}gt_2^2=\frac{1}{2}g(2t)^2=4h=$$
$$=4\times5,0m=20m$$
Ciò significa che dovrebbe salire di:
$$\Delta h=h_2-h=20m-5,0m=15,0m$$
Che, in percentuale, equivale a un aumento pari a:
$$\frac{\Delta h}{h}=\frac{15,0m}{5,0m}=3,0=300%$$