Come risolvere un problema di fisica sul moto di un proiettile

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.

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.

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).

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.

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.

• Come trovare l'angolo nel moto parabolico
• Come calcolare la quantità di moto
• Come dimostrare il moto rettilineo uniforme
• Fisica: la legge di conservazione della quantità di moto