Esercizio Risolto di Moto Unidimensionale
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Data l’equazione del moto

\[ \begin{gather} S=21-10t+t^2 \end{gather} \]

dove la posizione S è misurata in metri e il tempo t è misurato in secondi, si chiede:
a) Costruire una tabella con i valori di t da 0 a 8 s e, a partire dalla tabella, costruire il grafico della funzione;
b) In quale istante il corpo passa per l’origine?
c) In quale istante il corpo cambia verso?

Soluzione:

a) La tabella per la funzione data sarà

t (s) \( S=21-10t+t^2 \) \( S(t) \)
0 \( S(0)=21-10\times 0+0^2 \) 21
1 \( S(1)=21-10\times 1+1^2 \) 12
2 \( S(2)=21-10\times 2+2^2 \) 5
3 \( S(3)=21-10\times 3+3^2 \) 0
4 \( S(4)=21-10\times 4+4^2 \) − 3
5 \( S(5)=21-10\times 5+5^2 \) − 4
6 \( S(6)=21-10\times 6+6^2 \) − 3
7 \( S(7)=21-10\times 7+7^2 \) 0
8 \( S(8)=21-10\times 8+8^2 \) 5

inserendo i punti nel grafico (Grafico 1)

Grafico 1

b) Il corpo passa per l’origine quando S = 0, dalla tabella e dal grafico vediamo che ciò avviene negli istanti t = 3 s e t = 7 s .

c) Il corpo cambia verso quando cambia il segno della sua velocità. In un grafico della posizione in funzione del tempo, S = f(t), la velocità è data dal coefficiente della retta tangente al grafico. Dal Grafico 2, vediamo che per i punti a sinistra del vertice V della parabola, la tangente è negativa (tg θ <0), quindi la sua velocità è minore di zero (v < 0). Per i punti a destra del vertice della parabola la tangente è positiva (tg θ > 0), quindi la sua velocità è maggiore di zero (v>0).

La coordinata x del vertice di una parabola è data da
\[ \begin{gather} x=-\frac{b}{2a} \end{gather} \]
nella funzione data nel problema, abbiamo a=1 e b=−10, l’istante in cui il corpo cambia verso è
\[ \begin{gather} t=-\frac{-10}{2\times 1} \end {gather} \]
\[ \begin{gather} \bbox[background:#FFCCCC; padding:10px; border-radius:10px;] {t=5\;\mathrm s} \end{gather} \]
Grafico 2
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