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[Risolto] Moto uniformemente accelerato

  

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Marco e Davide giocano a chi riesce per primo ad afferrare una bandiera posta a 20 m di distanza da ciascuno di loro. Marco parte 0,2s prima di Davide, ma è più lento di Davide. Supponendo che ambedue si muovano di moto uniformemente accelerato, determinare la minima accelerazione che Davide deve avere per prendere la bandiera prima di Marco se Marco la raggiunge dopo 4 s. 

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1

MRUA generico
* t = istante di tempo (in secondi dall'origine dei tempi)
* s(t) = posizione all'istante t (in metri dall'origine delle ascisse)
* v(t) = velocità all'istante t (in metri al secondo)
* a = accelerazione costante (in metri al secondo al secondo)
* S = s(0) = posizione all'istante zero
* V = v(0) = velocità all'istante zero
* s(t) = S + t*(V + (a/2)*t)
* v(t) = V + a*t
------------------------------
PARTICOLARIZZAZIONE DEL TESTO e libere interpretazioni arbitrarie
Origine delle ascisse sulla bandiera.
Origine dei tempi alla partenza di Marco.
Istante t = 0.2 = 1/5 s alla partenza di Davide.
"bandiera posta a 20 m di distanza da ciascuno di loro" al centro di un segmento di 40 metri, con loro agli estremi.
"Marco ... è più lento di Davide" che accidente vuol dire?
"più lento" vuol dire con minore velocità, ma nei MRUA la velocità varia: vorrà dire "allo stesso istante", "a pari distanza dalla bandiera", "a pari tempo dalla propria partenza", o che altro? 'A MARONN' 'O SAPE!
Arbitrariamente, decido di trascurare una tale cretinata.
------------------------------
MRUA di Marco
IRRILEVANTE
------------------------------
MRUA di Davide
* a >= x = risultato richiesto
* S = - 20 m
* V = 0
* s(t) = (a/2)*(t - 1/5)^2 - 20 = (a*(5*t - 1)^2 - 1000)/50
* v(t) = a*(t - 1/5)
* s(T) = (a*(5*T - 1)^2 - 1000)/50 = 0 ≡ T = 1/5 ± 2*√(10/a)
* (1/5 - 2*√(10/a) < 4) oppure (1/5 + 2*√(10/a) < 4) ≡
≡ (a > 0) oppure (a > 1000/361 ~= 2.77008 m/s^2)



2

Moto rettilineo uniformemente accelerato.

Marco:

{V=a*t

{s=1/2*a*t^2
dalla seconda: a=2*s/t^2=2*20/16—————>a=2.5 m/s^2

Anche Davide parte da fermo ma dopo 0.2 s. 
Davide:

{V= a*(t-0.2)

{s= 1/2*a*(t-0.2)^2
valide per t>=0.2

quindi Davide deve avere un’accelerazione a superiore.

a=2*s/(t-0.2)^2———————>a= 2*20/3.8^2=2.77m/s^2



1

Marco :

20*2 = a*4^2

a = 40/16 = 5/2 di m/sec^2

 

Davide :

20*2 = a'*(4-0,2)^2 

a' = 40/3,8^2 = 2,770 m/sec^2



1

S = 1/2 a t^2; legge del moto accelerato.

Legge di Marco: in t = 4 secondi percorre 20 m;

1/2 a t^2 = 20;

a = 2 * 20 / t^2 = 40 / 4^2 = 2,5 m/s^2; (accelerazione di Marco).

Se Davide vuole arrivare prima deve percorrere 20 m in almeno  t = 4 - 0,2 = 3,8 s, o con un tempo minore di 3,8 s.

1/2 * a * t^2 = 20;

a = 2 * 20 / (3,8)^2 = 40 / 14,44 = 2,77 m/s^2; (accelerazione minima per Davide).

a > 2,77 m/s^2 per Davide se vuole arrivare prima di Marco.

Ciao @khg.

 



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