Come calcolare la velocità di caduta di un oggetto

Tramite: O2O
Difficoltà: media
19

Introduzione

Prima di spiegare come calcolare la velocità di caduta di un oggetto è bene sapere che questo fenomeno appartiene al moto rettilineo uniformemente accelerato, ed è il moto di caduta libera. Galileo Galilei studiando il problema di un corpo che cade nei pressi della superficie terrestre riuscì a trarre tre conclusioni: un corpo che cade si muove di moto rettilineo uniformemente accelerato; in assenza di aria tutti i gli oggetti cadono con la stessa accelerazione, chiamata accelerazione di gravità e infine in presenza di aria gli oggetti possono cadere con leggi orarie diverse.
Il calcolo della velocità di caduta tiene quindi conto sopratutto della costante gravitazionale, che sulla Terra è corrispondente a 9,81 metri al secondo quadrato e non è un calcolo di difficile risoluzione, poiché basta applicare poche formule fisiche. Nei prossimi paragrafi andremo quindi a vedere come calcolare la velocità di caduta di un oggetto.

29

Occorrente

  • Calcolatrice, carta e penna.
39

Moto rettilineo uniformemente accelerato: definizione

Trascurando la resistenza dell'aria un corpo è in caduta libera quando durante il moto è sottoposto alla sola accelerazione di gravità. Per studiare un moto di caduta libera basta applicare le formule del moto rettilineo uniformemente accelerato. Il moto rettilineo uniformemente accelerato è un moto caratterizzato da un'accelerazione costante applicata che tutti conosciamo come forza di gravità ed è pari a 9,81 m/s^2 (al quadrato). Ci sono due casi differenti dove nel primo caso l'oggetto viene fatto cadere verso il basso seguendo la stessa direzione della gravità mentre in un secondo caso l'oggetto viene lanciato verso l'alto e va nel senso contrario della gravità. Noi prenderemo in considerazione lo stesso verso della gravità, dal momento che è quello che entra in gioco nel movimento di caduta di un oggetto in condizioni normali.

49

Calcolo dell'accelerazione media

Adesso vediamo come è possibile calcolare la velocità di caduta di un oggetto. Per arrivare al calcolo della velocità partiamo dall'espressione dell'accelerazione media. L'accelerazione media è data dalla Velocità Finale meno la Velocità Iniziale il tutto diviso il Tempo Finale meno il Tempo Iniziale.
a = Vf - Vi / Tf - Ti
Da come possiamo vedere nella formula il valore della velocità iniziale e il tempo iniziale sono pari a 0 mentre la velocità finale e il tempo finale hanno valori generici.

Continua la lettura
59

Calcolo della velocità finale

Dalla formula dell'accelerazione si ricava l'espressione che la Velocità Finale meno la Velocità Iniziale è uguale all'Accelerazione che moltiplica il Tempo finale meno il Tempo Iniziale.
Vf - Vi = a (Tf - Ti)
Da questa formula possiamo ricavare la Vf (Velocità Finale) portando la velocità iniziale dall'altra parte. La formula allora diventa Velocità Finale è uguale alla Velocità Iniziale
Vf = Vi + a (Tf - Ti).

69

Legge del moto uniformemente accelerato e rappresentazione grafica

Abbiamo ottenuto così la legge più generale per calcolare la velocità nel moto rettilineo uniformemente accelerato e ponendo nella seconda formula Tf = 0 (zero) si trova la formula nella maniera abituale
Vf = Vi + a* t
Come possiamo vedere dal grafico velocità-tempo la retta interseca l'asse verticale delle velocità nel punto (0 s, Vi). La retta passa per l'origine soltanto se vale Vi = 0 m/s. In tal caso la formula diventerebbe:
Vf = a*t.

79

Esempio pratico

Ipotizzando un sasso che cade in 0,71 secondi, il calcolo della sua velocità di caduta, può essere definito in questo modo, utilizzando la formula espressa sopra: Vf = Vi + a* t
Nel nostro caso Vf: 0 + 9,8 x 0,71 = 7 m/s, che convertito in chilometri orari, ci da com risultato 7 x 3,6 = 25,2 Km/h.
Lo stesso calcolo si può fare conoscendo l'altezza da cui cade il sasso, ottenendo in questo modo autonomamente il tempo di caduta, che in questo caso era già dato dal testo del problema.

89

Guarda il video

Potrebbe interessarti anche

Segnala contenuti non appropriati

Tipo di contenuto
Devi scegliere almeno una delle opzioni
Descrivi il problema
Devi inserire una descrizione del problema
Si è verificato un errore nel sistema. Riprova più tardi.
Segnala il video che ritieni inappropriato
Devi selezionare il video che desideri segnalare
Verifica la tua identità
Devi verificare la tua identità
chiudi
Grazie per averci aiutato a migliorare la qualità dei nostri contenuti

Guide simili

Università e Master

Come calcolare la misura della velocità delle correnti in pressione

In commercio esistono differenti strumenti atti a determinare velocitá e portata di correnti fluide, poiché le applicazioni pratiche di tale nozione sono molteplici. Allo stesso tempo occorre tenere presente che in fase di misurazione e a seconda dello...
Università e Master

come si calcola la velocità di un tuffatore acrobatico

Nella guida che segue vi sarà spiegato come si calcola correttamente la velocità alla quale un tuffatore acrobatico entra in acqua, utilizzando le leggi della dinamica. Imparerete inoltre ad effettuare tale calcolo per varie altezze del trampolino di...
Università e Master

come si calcola la velocità sulle montagne russe

Le montagne russe, si sa, sono un'attrazione molto amata dai ragazzi perché permettono di provare l'emozione della velocità ad alta quota. In questa guida impareremo, passo dopo passo come si calcola la velocità di un carrello sulle montagne russe...
Università e Master

Come calcolare l'equazione del moto di un sistema meccanico

La meccanica è lo studio delle variazioni che subiscono i corpi nello spazio. Lo scopo principale della meccanica è basato sulla ricerca degli integrali del moto. Partiremo dall'equazione di Lagrange in un sistema meccanico ad "s" gradi di libertà...
Università e Master

Come calcolare la tangente e la normale ad una curva

Calcolare la tangente e la normale ad una curva richiede specifiche competenze di base. Prima di introdurre l’argomento, dovete avere chiaro il concetto di curva.Si definisce curva una traiettoria definita da un oggetto puntiforme. L’oggetto si muove...
Università e Master

Come calcolare le coordinate Gauss-Boaga in una cartina geografica IGM

Orientarsi e capire la conformazione della Terra è stato sempre uno dei grandi problemi dell'uomo. Grazie alla creazione delle carte geografiche e delle mappe territoriali si è riusciti in qualche modo ad ovviare a questo problema. Ma esistono diversi...
Università e Master

Come Calcolare La Dimensione Frattale col Box Counting

Il termine frattale fu introdotto per la prima volta dal noto matematico polacco Mandelbrot, per dimostrare che un oggetto ha la caratteristica di aver una forma irregolare. La dimensione frattale è una misura delle irregolarità di una figura, quando...
Università e Master

Come calcolare l'area di una figura su Autocad

AutoCAD è uno strumento davvero molto potente ed efficacissimo, che permette di realizzare dei disegni 2D o 3D, garantendo una notevole precisione, difficilmente raggiungibile tramite il disegno a mano libera. Nell'utilizzo di questi programmi, o nella...
I presenti contributi sono stati redatti dagli autori ivi menzionati a solo scopo informativo tramite l’utilizzo della piattaforma www.o2o.it e possono essere modificati dagli stessi in qualsiasi momento. Il sito web, www.o2o.it e Arnoldo Mondadori Editore S.p.A. (già Banzai Media S.r.l. fusa per incorporazione in Arnoldo Mondadori Editore S.p.A.), non garantiscono la veridicità, correttezza e completezza di tali contributi e, pertanto, non si assumono alcuna responsabilità in merito all’utilizzo delle informazioni ivi riportate. Per maggiori informazioni leggi il “Disclaimer »”.