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[Risolto] fisica v.media,vettori

  

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Rispetto al centro della Terra, la posizione della Luna può essere approssimata dal vettore posizione di componenti:

rx (3,84 • 108 m) cos [(2,46 • 10-6 rad/s)t]

ry = (3,84 • 108 m) sen [(2,46 • 10-6 rad/s)t]

dove t è misurato in secondi.

a. Determina il modulo e la direzione della velocità media della Luna nell'intervallo di tempo fra t = 0 s e t = 7,38 giorni (questo tempo è un quarto dei 29,5 giorni che la Luna impiega per completare un'orbita).

b. La velocità istantanea è maggiore, minore o uguale alla velocità media ricavata nel punto a?

salve sto ripetendo questo argomento e mi sono imbattuto in questo problema, ma non riesco a svolgere, qualche suggerimento?grazie

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Se ho ben capito il testo approssima il moto di rivoluzione lunare con un moto circolare uniforme (MCU) di
* raggio r = 384000000 m
* pulsazione ω = 246/10^8 rad/s
e chiede di confrontare il modulo della velocità tangenziale con quello della velocità media su un quarto di giro.
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Il problema è mettersi d'accordo sul "quarto di giro".
Il dato "i 29,5 giorni che ..." si riferisce al periodo sinodale, che WikipediA dà in
* T = 29 d 12 h 44 m = 60*(44 + 60*(12 + 24*29)) = 2551440 s
la cui quarta parte è
* T/4 = 637860 s = 7 d 9 h 11 m
che è un po' più di 7,38 giorni, mentre 29,5 giorni è un po' meno di T.
Decido io, arbitrariamente.
---------------
Equazioni del MCU
* θ = ω*t
* P(t) ≡ (x(t) = r*cos(ω*t)) & (y(t) = r*sin(ω*t))
* P(θ) ≡ (x(θ) = r*cos(θ)) & (y(θ) = r*sin(θ))
---------------
La velocità orbitale (tangenziale istantanea) del MCU è
* v = ω*r = 384000000*246/10^8 = 23616/25 ~= 944.64 m/s
mentre quella media V su un quarto di giro è
* V = Δs/Δt = (P(90°) - P(0°))/(T/4)
cioè il rapporto
* fra lo spostamento su un cerchio di raggio r, orientato da P(0°) a P(90°),
* e l'intervallo di tempo impiegato a percorrere un quarto di giro.
Quindi
* |V| = r*√2/(T/4) = 384000000*√2/637860 ~=
~= 851.37 < 944.64 < 964 m/s (964 è il minimo valore vero)
---------------
LE APPROSSIMAZIONI INIZIALI SONO FATTE MOLTO MALE.

 



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