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[Risolto] Fisica esercizio 39

  

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Una nave si sposta di $50 \mathrm{~km}$ verso sud con un angolo di $40^{\circ}$ rispetto a est. Poi compie un secondo spostamento di $180 \mathrm{~km}$ verso nord. Calcola:
il modulo dello spostamento totale della nave;
- l'angolo $\beta$ che il vettore spostamento totale forma con l'asse $x$, verso est.
[153 km; 76ㅁ]
Scrivi dati e incognite

Trova le formule
- $1^{\mathrm{a}}$ domanda: calcola le componenti cartesiane $a_x$, $a_y, b_x, b_y$ dei vettori $\vec{a}$ e $\vec{b}$ per trovare le componenti cartesiane del vettore spostamento totale, cioè $c_x=a_x+b_x$ e $c_y=a_y+b_y$. Nota che $a_y$ è negativo e $\vec{b}$ è parallelo all'asse $y$, quindi $b_x=\ldots$.
Calcola poi il modulo di $\vec{c}, c=\sqrt{c_x^2+c_y^2}$.
- $2^{\text {a }}$ domanda: trova l'angolo $\beta$ che $\vec{c}$ forma con l'asse $x$ usando la definizione di seno (o di coseno) di un angolo. Per esempio, ricava $\cos \beta=\frac{c_x}{c}$ e poi l'angolo $\beta$ invertendo la funzione cos sulla calcolatrice.

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Guarda la tua figura.

Per trovare le componenti di c = a + b,  dobbiamo sommare i componenti dei vettori a e b;

cx = ax + bx;  cy = ay + by;

 

Componenti del vettore a = 50 km, verso Est e verso Sud:

ax = 50 * cos40° = 50 * 0,766 = 38,3 km verso Est verso destra, (asse x);

ay = 50 * sen40° = 50 * 0,643 = 32,1 Km verso Sud verso il basso, (asse y);

ay = - 32,1 km,  è negativo perché è verso il basso (Sud).

 

vettore b = 180 km verso Nord;

bx = 0 km; non ha componente verso Est;

by = 180 km ; verso Nord; verso l'alto.

 

cx = ax +bx = 38,3 + 0 = 38,3 km verso Est; (cx)

cy = ay + by = - 32,1 + 180 = 147,9 km verso Nord; (cy);

 

con il teorema di Pitagora si trova il modulo di c:

c = radice quadrata(cx^2 + cy^2) = radice(38,3^2 + 147,9^2);

c = radice(23341) = 152,8 km ,  (verso Est e verso Nord), in figura è il vettore rosso;

davanti all'angolo β c'è il vettore cy = 147,9 km; (cateto opposto a β);

c è l'ipotenusa:

sen(β) = cy / c = 147,9 / 152,8 = 0,968;

Per trovare β devi fare la funzione inversa del seno; si chiama arcoseno (sen^-1 sulla calcolatrice).

β = arcsen(0,968) = 75,5°; angolo che c forma con l'asse x.

oppure con il cateto adiacente all'angolo β, cx:

cos(β) = cx / c = 38,3 / 152,8 = 0,251;  si trova β con la funzione inversa del coseno, si chiama arcoseno;

β = arcos(0,251)

β = cos^-1(0,251) = 75,5°  (stesso risultato).

ciao @ginevra09

 

@mg grazie mille



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SOS Matematica

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