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Auto che si muovono in direzioni opposte

  

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Su di un'autopista rettilinea Matteo fa viaggiare due automobiline giocattolo l'una contro l'altra. Le automobiline hanno velocità iniziale di 0.46 m/s. Quando si trovano alla distanza di 1.5 m, Matteo imprime loro la stessa accelerazione. Dopo 1.1 s le automobili si scontrano. Calcola l'accelerazione impressa da Matteo.

Commento personale

Ogni macchinina si muove in un primo momento di moto rettilineo uniforme alla velocità di 0.46 m/successivamente di moto rettilineo uniformemente accelerato per 1.5 m. Ho considerato una sola delle due automobili, quella con velocità positiva secondo il mio sistema di riferimento, tanto so che a1 = a2. 

Ho quindi creato un sistema di due equazioni:

1) s = 1/2 * a * t^2 

1.5 = 0.5 * a * (1.1)^2

2) v = vo + a * t 

v = 0.46 +1.1t

Il problema di questo sistema è che ottengo sin da subito un valore per l'accelerazione senza neanche considerare la seconda equazione quindi mi sono ingarbugliata per certo: o ciò che ho impostato è sbagliato oppure ho sostituito i valori numerici in modo errato

Autore
3 Risposte



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v1 = + 0,46 m/s verso destra; la macchinina 1 parte da So = 0 m;

v2 =  - 0,46 m/s verso sinistra; la macchinina 2 parte da So = 1,5 m

a1 = a2; le accelerazioni sono uguali, ma in verso contrario; a2 verso sinistra come la velocità v2. Metteremo il sgno negativo alle grandezze verso sinistra.

legge del moto accelerato per le due macchinine:

S1 = 1/2 a t^2 + v1 t;

S2 = 1/2 * a * t^2 + v2 t + So;

S1 = 1/2 *a * t^2 + 0,46 * t ;

S2 = 1/2 * (-a) * t^2 - 0,46 * t + 1,5;

t = 1,1 s, si scontrano;

S1 = S2;

1/2 *a * (1,1)^2 + 0,46 * 1,1= 1/2 * (-a) * 1,1^2 - 0,46 * 1,1 + 1,5;

0,605 a + 0,506 = - 0,605 * a - 0,506 + 1,5;

0,605 * a + 0,605 * a = - 0,506 - 0,506 + 1,5

1,21 * a  = - 1,012 + 1,5;

a = 0,488 / 1,21 = 0,4 m/s^2,

accelerazione con cui si muovono le macchinine, una contro l'altra.

ciao  @mirea00



2

Stessa velocità iniziale, stessa accelerazione e stesso spazio percorso , per cui :

1,50/2 = Vi*t+a/2*t^2

1,50 = 2Vi*t+a*t^2

1,50-0,92*1,1 = a*1,21

accelerazione a =  (1,50-0,92*1,1) / 1,21 = 0,403 m/sec^2 



1

Temo che questa non sia la prima volta che t'invito a leggere con calma.
Se dici "successivamente di MRUA per 1.5 m." vuol dire che hai letto di fretta: il testo reca "alla distanza di 1.5 m, Matteo imprime loro la stessa accelerazione." cioè "1.5 m" è la distanza all'istante zero, non il percorso di una delle due.
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L'approccio corretto è un po' diverso e discende da una lettura lenta
FRASE PER FRASE
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Su di un'autopista rettilinea Matteo fa viaggiare due automobiline giocattolo l'una contro l'altra. ≡
≡ Due punti materiali si muovono in verso contrario sulla stessa retta ...
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Le automobiline hanno velocità iniziale di 0.46 m/s. ≡
≡ ... ciascuno con velocità costante V = 23/50 m/s ...
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Quando si trovano alla distanza di 1.5 m, Matteo imprime loro la stessa accelerazione. ≡
≡ ... fino a trovarsi alla distanza d = 3/2 m l'un dall'altro; in quell'istante acquistano entrambi la medesima accelerazione incognita "a" ...
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Dopo 1.1 s le automobili si scontrano. ≡
≡ ... con cui giungono nello stesso punto P dopo 11/10 s dall'inizio dell'accelerazione (o frenata, dipende dal segno di "a"!).
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Calcola l'accelerazione impressa da Matteo. ≡
≡ Si costruisca il modello matematico della situazione descritta in narrativa e se ne ricavino i valori incogniti, quindi si esibisca il valore di "a".
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RISOLUZIONE
Data la simmetria della situazione descritta si possono adottare due approcci.
1) Considerare un solo punto mobile che percorre metà distanza.
1) Considerare un punto fisso e l'altro che percorre l'intera distanza con velocità iniziale "2*V" e accelerazione "2*a".
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1) x(t) = x(0) + (v(0) + (a/2)*t)*t ≡
≡ x(t) = (23/50 + (a/2)*t)*t
da cui
* x(11/10) = (23/50 + (a/2)*11/10)*11/10 = 3/4 ≡
≡ a = 244/605 = 0.4(0330578512396694214876) ~= 0.4 m/s^2
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2) Te lo sviluppi da te, spero!



Risposta
SOS Matematica

4.6
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