[Risolto] Fisica

DATI : t=5.0s; v=81km/h

INCOGNITE: a (a=cost.) = ?

SVOLGIMENTO:

v= 81km/h -->22.5m/s (da km/h a m/s dividere per 3.6)

a= v/t= 22.5m/s : 5.0s = 4.5m/s^2

accelerazione a = 81/3,6*5 = 81/18 = 9/2 = 4,5 m/sec^2

v iniziale:

vo = 0 m/s;

v finale:

v = 81 km/h = 81000 m / 3600 s = 81/3,6 = 22,5 m/s;

a = (v - vo) / t = 22,5 / 5 = 4,5 m/s^2.

Ciao.

Per rivolgermi all'indeterminat* "Angel.M" userò il femminile di cortesia: Cara Angelina.
Hai pubblicato giovedì una caterva di domande tutte con lo stesso titolo "Fisica", tutte con un semplicissimo esercizietto preso dal libro, tutte prive della minima osservazione tua, quasi tutte riguardanti moti rettilinei MRUA (uniformemente accelerato) e/o MRU (uniforme).
A un paio ho anche risposto, prima d'accorgermi di tutto ciò.
Ripensandoci ho avuto il sospetto che il tuo comportamento fosse conseguenza del non aver ben compreso le procedure risolutive di questo tipo di esercizi e così mi riprometto di scrivere una risposta che te le cerchi di chiarire e poi di metterla sotto a ciascun elemento della caterva, forse non proprio a tutti, ma almeno a parecchi.
Non si tratta di masochismo, è solo che non ho nulla da fare e mi annoio: intanto te ne racconto il perché, così passo un po' di tempo.
------------------------------
Sono, come ogni estate dal 1964, in soggiorno climatico su un'isoletta molto ricca e bella (epperò un bel po' selvatica: la popolazione discende da pirati celti.) che l'anno venturo sarà capitale della cultura e che pertanto speravo si fosse un po' deselvatichita rispetto agli anni passati; ma che illusione, nemmeno per idea!
Motorini e motociclette continuano a circolare con la marmitta sfondata (fracasso e generica puzza di traffico); motociclette e automobili continuano a bruciare di contrabbando il carburante dei pescatori (puzza pungente del denaturante); nonostante i proclami di isola "CoViD free" un buon terzo dei paesani non si sono vaccinati (mi dicono amici residenti fededegni) e caterve di turisti sbarcano liberamente due volte al giorno; in istrada o in piazza, su cento passanti, se ne vedono quattro o cinque con la mascherina indossata a coprire naso e bocca (come PRESCRITTO dalla Regione), una dozzina col naso di fuori, una ventina che la portano o sotto il mento o al polso sinistro, qualche stravagante al polso destro e tutti gli altri che non sanno cosa sia.
Tutto ciò senza alcun controllo; qui le "forze dell'ordine" ci sono quasi tutte: manca la Polizia di Stato e in cambio c'è la Capitaneria di Porto; ma nessuno (vigile, finanziere, ...) possiede né udito, né olfatto, né termoscanner (o, se li ha, non li usa; o, se li usa, nessuno se ne accorge.).
Io sono molto vecchio e moltissimo ammalato, perciò reputo prudente restare sul terrazzino di casa.
La sensazione di essere in un ambiente selvatico è anche corroborata dalla tirchieria elettromagnetica. I segnali televisivi dei canali secondarii non ci sono; quelli dei canali principali scompaiono (a gruppi: un giorno RAI 123, gli altri non arrivano; un giorno Mediaset; un giorno ...) e non è che nel ripetitore guasto subentri il gruppo d'emergenza; no, la scomparsa perdura da un minimo di mezz'ora fino a una giornata (per quanto ne so io, ma io ci sto solo da metà giugno a fine settembre!).
Mi è stato detto da amici residenti che né la RAI compensa con una riduzione del canone, né le commerciali con una riduzione dell'affollamento pubblicitario.
Per i segnali telefonici è molto peggio, soprattutto sul mio semprombroso terrazzino; nel corso degli anni ho cambiato schede di quasi tutti i gestori: tutti hanno puntualmente riscosso la tariffa nominale, ma solo un paio mi hanno consentito di agganciare la cella di zona e solo per conversazioni rapide (dopo una ventina di secondi cade il collegamento e si devono ricominciare i tentativi).
Per i segnali InterNet è MOLTO MOLTO PEGGIO, e parlo del mio terrazzino; se mi riuscirà di trasmetterti questa risposta sarà stato su una di quelle linee "fino a 2,5 Mb/s" (per la quale ii gestore riscuote puntualmente la tariffa nominale) venduta ai gonzi come me che, al momento, non si rendono conto che "fino a" significa "non maggiore di" e quindi che la rapidità di commutazione può legittimamente essere anche assai minore del livello pubblicizzato; a titolo d'esempio ti mostro un estratto dalla scheda "Velocità" del gestore d'interfaccia di questo computer:
252 B/s, 0 B/s, 143 KB/s, 47 B/s, 2478 B/s, 9.6 KB/s, 0 B/s, ...
E POI LA CHIAMANO CAPITALE DELLA CULTURA (qualunque cosa ciò significhi!).
------------------------------
Venerdì qualcosa da fare (melanzane, fagiolini, ..., qualche domanda qui su ∫σ∫MΔTΣMΔTICΔ) ce l'ho avuta, sabato non ho trovato nemmeno uno straccio di nuova domanda e ho passato il tempo a leggere un paio di giornali e mezzo libro pensando qua e là all'idea di scriverti queste cose, oggi il collegamento segna "0 B/s" e non mi va né di leggere (Cartabia, Draghi, Di Maio mi demoralizzano) né di attaccarmi al televisore (come sopra) né di andare al bar in piazza a guardare chi passa (lì mi demoralizzano le mascherine che non vedo, o come le vedo).
Così, tanto per non star là fermo a grattarmi le punture di zanzara (dimenticavo: la capitale della cultura non disinfetta i proprii numerosissimi allevamenti di culex; o, se lo fa, nessuno se ne accorge.) mi metto a scrivere un po' di banalità che saranno pure minchiatine, ma se non ci hai mai pensato ti potrebbero essere utili (hai visto mai).
==============================
COME SI DOVREBBE AFFRONTARE UN ESERCIZIO DI QUESTO TIPO
------------------------------
A) Aver sempre presenti le leggi del MRUA
* s(t) = S + t*(V + (a/2)*t)
* v(t) = V + a*t
che, per a = 0, diventano quelle del MRU
* s(t) = S + V*t
* v(t) = V
e che sono tutto ciò che occorre per risolvere ogni esercizio di Cinematica sui MR.
------------------------------
B) Leggere parola per parola il testo dell'esercizio e riformularlo secondo ragione.
Con le "Direttive Ministeriali sull'Adozione dei Libri di Testo" (illegittime e con puzza d'incostituzionalità, ma a chi conviene contestarle? Fanno tanto comodo, anche se violano la libertà d'insegnamento e in fondo danneggiano gli alunni.) questi hanno assunto caratteristiche mostruose la più dannosa delle quali è che se l'Autore del Libro è un accademico competentissimo della sua materia, in questo caso Fisica, gli fanno fare una cosa della quale non è affatto detto che abbia la minima competenza (e, di solito, non ne ha nessuna): lui pensa di scrivere un un Libro di Testo, ma sta scrivendo un libro scolastico!
Per un Fisico, qual è l'Autore, è istintivo passare da una descrizione in Italiano alla formulazione del modello matematico della situazione descritta o pensare un modello e descriverlo in quattro frasi e quindi non riesce a rendersi conto che, nel suo tentativo di scrivere cose che sembrino di vita quotidiana per non spaventare la bimba Angelina, sta di fatto facendo del male all'alunna Angelina scavalcando alcuni dei più importanti principi a cui deve attenersi un libro scolastico: MAI mentire, soprattutto per omissione; esporre TUTTE le idee di base della disciplina; graduare l'esposizione dei fatti della disciplina all'anno di corso per cui è inteso il libro senza sovrastimare le capacità dell'alunno e, soprattutto, senza sottostimarle: se scrivo il libro per un primo anno di Liceo Scientifico devo dare per scontate tutte le nozioni e le capacità che la legge prescrive per ottenere tutte le promozioni dalla prima elementare alla terza media.
Fra tali capacità non c'è però quella d'essere già un Fisico competente, è il libro che lo dovrebbe aiutare a diventarlo: se io la presuppongo danneggio l'alunno scoraggiandolo. Così pure lo danneggio impedendogli d'accorgersi delle sue eventuali carenze se lo rassicuro bambineggiando o se in ogni capitolo gli propino il paragrafo "Nelle puntate precedenti".
L'Autore degli esercizi che hai pubblicato t'ha ingannato in entrambi i modi.
Ti tratta da bambinetta parlandoti di ghepardo, automobile, motocicletta, pallone, motoscafo, ...
Ti tratta da Fisico competente evitando di scriverti un'avvertenza del tipo "Bada Angelina che ho scritto ghepardo nel miserabile tentativo di descrivere una situazione verosimile, ma abbi presente che questo è un esercizio sul moto di un punto materiale!"
Nell'ormai remoto anno scolastico 1946/47 il mio Maestro Ciro Minerva ci fece comprendere che lo scopo della scienza è la comprensione del mondo, ma che gli scienziati non possono studiare direttamente il mondo com'è, in tutta la sua reale complessità. Si studiano invece le rilevazioni compiute svolgendo prima osservazioni e poi esperimenti e, negli ultimi quattro o cinque secoli, pare che ciò abbia dato buoni frutti.
Più tardi, nell'anno accademico 1957/58 il mio Professore Edoardo Amaldi ci spiegò le stesse cose in termini di Università e non di terza elementare e così adesso so dirti un paio di cose coi nomi giusti: la scienza è riduzionista, studia le cose complesse vedendole come un insieme di cose più semplici che interagiscono; oggetto di studio sono i modelli matematici delle cose, ottenuti sfrondando fino all'essenziale le rilevazioni dei loro fenomeni. Con le proprietà ricavate dai modelli delle cose più semplici si costruiscono poi i modelli delle cose più complesse.
------------------------------
C) I testi riformulati secondo ragione dei tuoi esercizi, per rimanere di Cinematica e semplici, devono riferirsi a un punto materiale (PM) e non a un corpo di dimensioni non nulle che sarebbe soggetto a una forza d'attrito viscoso. Trascurare tale forza (pallone calciato su Marte, motoscafo che non risente dell'acqua, ...) farebbe rivoltare nella tomba il Maestro Minerva e il Prof. Amaldi sia per l'eccesso di sfrondamento che soprattutto per la menzogna di omissione del non averla nemmeno nominata.
---------------
ESEMPI
---------------
C1) Es. 2 (motocicletta)
Trovare "a" di un PM in MRUA che da fermo [S = V = 0] in cinque secondi va a 81 km/h [= 90/4 m/s].
* v(t) = V + a*t
* v(5) = V + a*5 = 5*a = 90/4 m/s ≡ a = 9/2 = 4.5 m/s^2
---------------
C2) Es. 3 (motoscafo)
Trovare "a" di un PM in MRUA che da 27 km/h [V = 30/4 m/s] in 15 s va a 3*27 km/h [= 90/4 m/s].
* v(t) = V + a*t
* v(15) = 30/4 + a*15 = 90/4 m/s ≡ a = (90/4 - 30/4)/15 = 1 m/s^2
---------------
C3) Es. 22 (pallone)
Trovare "v(3) km/h" di un PM in MRUA con "a = 5 m/s^2" che parte da fermo [S = V = 0].
* v(t) = V + a*t
* v(3) = 0 + 5*3 = 15 m/s = 54 km/h
==============================
BASTA! Con più di diecimila battute mi son dato abbastanza da fare: voglio sperare d'averti anche dato, qua e là, qualcosa da pensare.