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[Risolto] Problema FISICA caduta

  

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Un corpo viene lanciato verso l'alto e poi cade da un'altezza di 49 m a t0 -> x0=0 e v0=-19,6 m/s

Qual è il tempo necessario al corpo per raggiungere hmax (sopra 49m) dove v=0?

Qual è hmax?

Qual è il tempo necessario per arrivare al punto x=49 m?

Autore

@anna-sa91 ho svolto il tuo esercizio precedente, in questo puoi provare a tentare tu una soluzione e vediamo dove trovi difficoltà?

@Anguus90 non riesco ad impostarlo.

@exProf può aiutarmi?

@anna-sa91 mi dispiace però qui non c'è un risolutore automatico di esercizi in cui pubblichi testi di problemi, senza un saluto, senza un grazie, senza un "per favore". Ti ho già svolto un esercizio simile a questo con le formule utilizzate..mi sarei aspettato un minimo sforzo per tentare una soluzione.

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2 Risposte



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Vedo ora (6 novembre 2020, 14h 25') questa tua seconda domanda sullo stesso argomento di quella pubblicata stamattina
https://www.sosmatematica.it/forum/domande/problema-fisica-caduta-di-un-grave/
In quella risposta, non volendo sembrare troppo pedante, avevo evitato di scriverti il modello matematico di MRUA sotto gravità da cui derivare quello della caduta libera: E FECI MALISSIMO! Se te lo avessi mostrato ti saresti evitata questa seconda domanda. Me ne scuso e cerco subito di rimediare.
==============================
Con le stesse convenzioni scritte lì, aggiungendo la seconda condizione
* V = v(0) [velocità iniziale, del lancio]
alla
* h = y(0) [posizione iniziale]
si completa il modello matematico del moto rettilineo uniformemente accelerato (MRUA) nel campo gravitazionale terrestre
* y(t) = h + t*(V - (g/2)*t)
* v(t) = V - g*t
------------------------------
NEL CASO IN ESAME
Interpreto la criptica stringa «a t0 -> x0=0 e v0=-19,6 m/s» come se il problema avesse il testo che segue.
---------------
Un punto materiale lanciato in verticale dal suolo (h = y(0) = 0) con velocità V incognita, sale fino alla quota di culmine H incognita (H > 49 m) e da lì ricade.
Alla quota di 49 m la velocità di caduta è di - 19.6 = - 98/5 m/s.
---------------
La determinazione di H in termini di V si fa cercando l'istante T della fermata
* v(T) = V - (196133/20000)*T = 0 ≡
≡ T = (20000/196133)*V
da cui
* y(T) = 0 + T*(V - ((196133/20000)/2)*T) = H ≡
≡ H = (10000/196133)*V^2
---------------
La determinazione di V si fa in base alla caduta libera dalla quota H
* y(t) = (10000/196133)*V^2 - ((196133/20000)/2)*t^2
* v(t) = - (196133/20000)*t
cercando l'istante in cui la quota è 49 m e imponendo che, in quell'istante la velocità sia di - 98/5 m/s.
vale a dire
* y(t) = (10000/196133)*V^2 - ((196133/20000)/2)*t^2 = 49 ≡
≡ t = 200*√(10000*V^2 - 9610517)/196133
* v(t) = - (196133/20000)*200*√(10000*V^2 - 9610517)/196133 = - 98/5 ≡
≡ V = (7/100)*√274533 ~= 3521/96 ~= 36.677 m/s
---------------
Adesso si ha tutto quanto occorre per determinare la situazione.
* y(t) = t*((7/100)*√274533 - ((196133/20000)/2)*t)
* v(t) = (7/100)*√274533 - (196133/20000)*t
cioè
* y(t) = (7/40000)*(400*√274533 - 28019*t)*t
* v(t) = (7/20000)*(200*√274533 - 28019*t)
inoltre
* T = (20000/196133)*V = (200/28019)*√274533 ~= 3.74 s
* H = (10000/196133)*V^2 = 1921731/28019 ~= 68.5867 m
==============================
RISPOSTE AI QUESITI
---------------
Qual è il tempo necessario al corpo per raggiungere hmax (sopra 49m) dove v=0?
* T = (200/28019)*√274533 ~= 3.74 s
---------------
Qual è hmax?
* H = 1921731/28019 ~= 68.5867 m
---------------
Qual è il tempo (B = Boh) necessario per arrivare al punto x=49 m?
* y(B) = (7/40000)*(400*√274533 - 28019*B)*B = 49 ≡
≡ B = (200*√274533 ± 56000)/28019
cioè
* in salita: B1 = (200*√274533 - 56000)/28019 ~= 1.741 s
* in caduta: B2 = (200*√274533 + 56000)/28019 ~= 5.739 s

 



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-19,6 = -g*2 

Δh = -g/2*t^2 = -4,9*4 = -19,6 m 

Hmax = ho+Δh = 49+19,6 = 68,6 m 

Vo = √2*g*Hmax = √19,6*68,6 = 36,7 m/sec 

to = Vo/g = 36,7/9,8 = 3,74 sec 

49 = Vo*t'-4,9*t'^2

49-36,7t'+4,9*t'^2 = 0 

t' = (36,7±√36,7^2-19,6*49)/9,8 = 1,74 (salita) ; 5,75 (discesa) secondi 



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