Risoluzione di un esercizio sul moto rettilineo.
Esercizio 1:
Un atleta corre su una pista costituita da due parti rettilinee e parallele, ciascuna lunga 96 m e collegate da un semicerchio di raggio pari a 49 m. Il tempo impiegato dall’atleta per compiere il giro è pari a 100s. Qual è la sua velocità media?
Vediamo come si risolve un problema di fisica passo passo.
- Impostiamo il problema eseguendo prima un disegno schematico
- Scriviamo i dati
- Scriviamo le incognite
- Iniziamo a risolvere il problema partendo dall’incognita richiesta.
Iniziamo….
La prima cosa da fare quando si risolve un problema di fisica è quella di rappresentare schematicamente il problema. Questo passaggio è molto importante perchè ci permette non solo di visualizzare il problema, ma allo stesso tempo ci aiuta nella risoluzione quando c’è la necessità di trovare delle incognite non esplicitate, come in questo caso.
Seguendo i dati del testo è possibile eseguire un disegno del percorso eseguito dall’atleta.
Successivamente scriviamo i DATI e le INCOGNITE del problema.
DATI
L=96 m,
R=49 m
t=100s
INCOGNITE
velocità media: 
,
Come vediamo dalla formula, per poter determinare la velocità media abbiamo bisogno di conoscere lo spazio percorso 
e il tempo necessario a percorrere tale spazio 
.
Se guardiamo i dati, conosciamo solo il tempo necessario ad eseguire l’intero percorso, che è di 100s, ma non conosciamo lo spazio totale eseguito dall’atleta, cioè .
Pertanto, prima di poter risolvere l’incognita dobbiamo trovare l’incognita dello spazio totale percorso dall’atleta. Per poter trovare lo spazio totale, dobbiamo guardate lo schema del problema che abbiamo disegnato precedentemente. Da qui deduciamo che lo spazio totale percorso dall’atleta è dato dalla somma di più parti: due lati lunghi (superiore e inferiore) entrambe di 96 m e due semicirconferenze che sommate danno una circonferenza. Se eseguiamo il calcolo otteniamo lo spazio totale percorso:
Adesso abbiamo tutte le grandezze fisiche necessarie per poter calcolare il valore della velocità media:
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