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Un'utile regola della navigazione stabilisce che, se la direzione di una barca rispetto a un'altra rimane costante, le due imbarcazioni sono in rotta di collisione. Considera le due barche mostrate in figura: $\mathrm{Al}$ tempo $t=0$ la barca 1 è nella posizione $(X ; 0)$ e si muove nella direzione positiva dell'asse $y$; la barca 2 si trova nella posizione $(0 ; Y)$ e si muove nella direzione positiva dell'asse $x$. Il modulo della velocità della barca 1 è $v_1$.
a. Quale velocità deve avere la barca 2 perché le due imbarcazioni si scontrino nel punto $(X ; Y)$ ?
b. Assumendo che la barca 2 abbia la velocità calcolata in a., determina il vettore spostamento della barca 2 rispetto alla barca $1, \Delta \vec{r}=\vec{r}_2-\vec{r}_1$.
c. Utilizzando il risultato della domanda b., dimostra che $(\Delta r)_y /(\Delta r)_x=-Y / X$, indipendentemente dal tempo. In questo modo si dimostra che $\Delta \vec{r}=\vec{r}_2-\vec{r}_1$ ha direzione costante fino alla collisione, come indicato dalla regola.

IMG 8481

 non riesco a fare il punto b!

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Per quanto posso, io cerco di usare solo simboli monocarattere quindi invece di (v1, v2) preferisco usare (v, V) per i moduli delle velocità, (r, R) per i vettori posizione, (s, S) per gli spostamenti ...
------------------------------
Posizioni all'istante t = 0: r(0) = (X, 0), R(0) = (0, Y)
Velocità all'istante t = 0: v1(0) = (0, v), v2(0) = (V, 0)
Tempo di percorrenza fino a (X, Y): T = Y/v = X/V ≡ V = (X/Y)*v
RISPOSTA a) V = (X/Y)*v
------------------------------
Con i due mobili in MRU si ha
* r(t) = (X, v*t), R(t) = ((X/Y)*v*t, Y)
* S(t) = Δr = R(t) - r(t) = ((X/Y)*v*t, Y) - (X, v*t) = ((v*t/Y - 1)*X, (1 - v*t/Y)*Y)
RISPOSTA b) Δr = ((v*t/Y - 1)*X, (1 - v*t/Y)*Y)
------------------------------
Con
* (Δr)_x = (v*t/Y - 1)*X
* (Δr)_y = (1 - v*t/Y)*Y
si ha
RISPOSTA c) (Δr)_y/(Δr)_x = (1 - v*t/Y)*Y/((v*t/Y - 1)*X) = - Y/X
QED

@exprof 👍👍



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