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Trasformazioni galileiane

  

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Sto incontrando grosse difficoltà nella comprensione delle trasformazioni galileiane e mi sto demotivando. Potreste spiegarmi passo passo cosa fareste per arrivare al risultato corretto di questo esercizio?

Una motocicletta, che viaggia su una strada rettilinea alla velocità costante di 45.1 km/h, sorpassa una bicicletta che procede nello stesso verso con una velocità costante di 21.3 km/h.

- Scrivi la legge della moto della motocicletta nel sistema di riferimento della strada, scegliendo come t = 0 s e s = 0 m, rispettivamente, l'istante di tempo e la posizione in corrispondenza dei quali avviene il sorpasso.

- Ricava la legge del moto della motocicletta anche nel sistema di riferimento della bicicletta (cioè quello in cui la bicicletta è ferma).

 

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5 Risposte



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con s01 e s02 = zero

s1 = v1 t [moto]

s2 = v2 t [bici]

s1,2 = s2 - s1 [moto vista dalla bici]

 

@boboclat 

s1,2 = s2 - s1 = (v2-v1)t  = v1,2*t [moto vista dalla bici]

scusa, mi sono accorto adesso che la risp. giusta era diversa:

[moto vista dalla bici: s1 - s2] 

infatti , rispetto alla bici, lo spazio percorso dalla moto e' positivo.

(vede la moto sempre davanti, senza bisogno di voltarsi indietro)

poi:

[bici vista dalla moto: s2 - s1] 

 



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vel. moto Vm = 45,1/3,6 = 12,53 m/sec 

vel. bici Vb = 21,3/3,6 = 5,917 m/sec 

a) con la strada come sistema di riferimento 

Sm = Smo+Vm*t = 0+12,53*t

Sb = Sbo+Vb*t = 0+5,197*t 

a) con la bici come sistema di riferimento 

Sm' = (Vm-Vb)*t = 6,611*t

Sb = 0 



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Rispetto al sistema fisso, terrestre le velocità sono:

v moto = 45,1 *1000 m / 3600 s = 45,1 / 3,6 = 12,53 m/s;

v bici = 21300 m /3600s = 21,3 / 3,6 = 5,92 m/s;

Leggi del moto uniforme:

S moto = 12,53 * t;

S bici = 5,92 * t;

trasformazioni di Galileo, composizione delle velocità:

v' = velocità misurata nel sistema i n moto.

vo = velocità del sistema di riferimento in movimento, (bicicletta)

v = velocità misurata nel sistema terrestre, fisso.

v' = v - vo,

vista dalla bici, la motocicletta viaggia più lentamente perché anche la bici si muove nello stesso verso.

v' moto = 12,53 - 5,92 = 6,61 m/s;

S' moto = v' * t

S' moto = 6,61 * t; (visto dalla bici).

 

S' = S - So; trasformazioni galileiane per la posizione S;

S' = spazio misurato dal sistema in moto, (la bici);

S = spazio misurato nel sistema fisso (la strada);

So spazio percorso dal sistema in movimento, cioè la bici;

S' moto = 12,53 * t - 5,92 * t;

S' moto = 6,61 * t.

 

Pensa a quando vai in auto. Se davanti hai una macchina che viaggia a velocità v uguale alla tua stessa velocità vo,  il tuo sistema di riferimento è la tua auto, l'auto davanti a te ha velocità v';   per te  è ferma.

v' = v - vo = 0

Ciao  @mirea00



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Come spesso mi capita di ribadire, la comprensione risulta facilitata se preventivamente si sfronda la descrizione in narrativa di quante più possibile chiacchiere folckloristiche.
Qui la situazione descritta presenta tre entità in moto rettilineo uniforme sulla stessa retta con tre velocità diverse e chiede di definire le tre velocità dai diversi punti di vista possibili, dopo aver definito un sistema d'ascisse valido per tutt'e tre.
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1) Dal punto di vista della strada
* io ho velocità zero
* la bicicletta ha velocità 21.3 km/h = 71/12 m/s
* la motocicletta ha velocità 45.1 km/h = 451/36 m/s
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2) Dal punto di vista della bicicletta
* io ho velocità zero
* la strada ha velocità - 71/12 m/s
* la motocicletta ha velocità 451/36 - 71/12 = 119/18 m/s
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3) Dal punto di vista della motocicletta
* io ho velocità zero
* la strada ha velocità - 451/36 m/s
* la bicicletta ha velocità = - 119/18 m/s
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Vale a dire che le velocità relative si calcolano per somma o differenza vettoriale (sulla retta, a pari direzione, per somma o differenza algebrica secondo i versi).
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Se t'ho aiutato a comprendere, le leggi del moto le scrivi facilmente da te.
Ma se non ti sono stato utile sarebbe superfluo che le scrivessi io.



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Risulta semplicemente

xM = vM t

xB = vB t

si incontrano per t = 0 in x = 0

 

Prendendo il riferimento solidale con la bicicletta

x'M = xM - xB = (vM - vB) t



Risposta
SOS Matematica

4.6
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