Come risolvere un problema di fisica sul moto di un proiettile

tramite: O2O
Difficoltà: facile
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Introduzione

La fisica è una delle materie più ostiche, ma anche più importanti, per tutti quegli studenti che intraprendono gli studi scientifici e che quindi decidono di frequentare l'istituto tecnico industriale oppure il liceo scientifico. La fisica comprende diversi rami, uno dei quali è la cinematica, che è una sotto materia che si occupa dello studio del moto dei corpi, il quale può essere circolare, uniforme o rettilineo. Per comprendere al meglio i concetti della fisica, è opportuno fare degli esperimenti in modo da trasformare la teoria in pratica. Nella seguente guida vedremo in particolare come risolvere un problema di fisica sul moto di un proiettile.

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Consideriamo un punto materiale che viene sparato ad una velocità Vo dall'origine degli assi di riferimento con un certo angolo h e attraverso un moto parabolico, che termina la sua caduta nel punto Xf. Considera in primo luogo che il corpo analizzato si muove contemporaneamente nei due assi x, y ma con due leggi orarie differenti. Infatti, sull'asse y esso risente dell'accelerazione gravitazionale terrestre g e quindi si muoverà di moto uniformemente accelerato, mentre nell'asse x non è accelerato ma si muove a velocità costante Vox. Di tale moto, analizziamo il punto di massima altezza raggiungibile, il tempo di volo e la gittata.

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Successivamente va ricordato che il corpo nelle y si muove di moto uniformemente accelerato e quindi varrà l'equazione Vy (t)^2=(Voy)^2-2ady, dove Vy (t) è uguale a 0 e Voy è nota, a=-g e dy è lo spostamento sull'asse y che nel nostro caso è l'altezza massima. Isoliamo quindi dy ed avremo dy=(Voy^2)/(2g).

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Per quanto riguarda il tempo di volo, ragioniamo analogamente, ma stavolta la condizione da rispettare è che il moto sia finito e che il corpo si trovi ad un'altezza 0 sull'asse y; quindi y (t)=0. Siccome lungo l'asse y abbiamo sempre un moto uniformemente accelerato, varrà la relazione y (t)=yo Voyt-1/2g (t^2), con y (t)=0 e, nel nostro caso, anche yo=0.

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Per trovare la gittata del moto, va ricordato che quest'ultima è la distanza percorsa dal corpo lungo tutto il moto sull'asse x. Siccome sull'asse x il corpo ha un moto rettilineo uniforme, è regolato dalla legge x (t)=xo Vox t, con xo punto iniziale del moto. Come abbiamo potuto notare, risolvere i problemi di fisica è solo apparentemente complicato; quindi, se riusciamo a seguire passo dopo passo le linee guida, saremo in grado di risolvere del tutto il problema: è necessario soltanto un po' di esercizio.

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