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4 figura 13
La velocità di un oggetto in
caduta libera aumenta di
9,8 m/s ogni secondo.
condo un oggetto in
caduta libera aumenta
la propria velocità di
9,8 m/s. Osserva la caduta
della pietra mostrata
in figura 13. Se la
pietra comincia a cadere
partendo da ferma, dopo
un secondo la sua velocità
è 9,8 m/s, dopo due
secondi sarà 19,6 m/s.
Il cambiamento del modulo
della velocità della
pietra è uguale a 9,8 m/s 2 ,
accelerazione dovuta alla
forza di gravità.
Cambiamenti della direzione della velocità
Come abbiamo detto, si parla di accelerazione anche
se il modulo della velocità rimane costante ma
varia la sua direzione o il suo verso: ad esempio,
quando stai facendo una curva in bicicletta, nonostante
tu mantenga una velocità costante come
valore, stai accelerando poiché sta cambiando la
direzione della tua velocità. Anche quando sei su
una giostra come quella mostrata nella figura 14
sei sottoposto a un’accelerazione simile: un cavalluccio
della giostra si muove a velocità costante in
modulo, ma accelera poiché la sua velocità non ha
sempre la stessa direzione.
Cambiamenti della velocità in modulo e direzione
Ci sono moti in cui la velocità cambia sia in modulo
sia in direzione: un esempio è quello dei vagoncini
che si muovono sulle “montagne russe”. I vagoncini
si muovono lentamente mentre salgono verso la cima
della rampa, per poi lanciarsi a gran velocità verso il
basso lungo traiettorie curve. La velocità
aumenta o diminuisce in intensità
e contemporaneamente cambia
direzione, e tu ti senti sbattuto in
avanti, indietro e sui lati. Si tratta di
un moto accelerato in cui variano
contemporaneamente il modulo e
la direzione della velocità.
4 figura 14
Il moto della giostra è un moto
accelerato, perché pur rimanendo
costante il modulo della velocità, varia
continuamente la sua direzione.
t = 0 s
v = 0 m/s
t = 1 s
v = 9,8 m/s
t = 2 s
v = 19,6 m/s
t = 3 s
v = 29,4 m/s
Accelerazione costante
Considera un corpo che si muove lungo una linea
retta: se la variazione della sua velocità è costante,
allora significa che il corpo è sottoposto a un’accelerazione
costante. Un’accelerazione costante
rappresenta un cambiamento fisso nella velocità:
ciò significa che la velocità di quel corpo varia
sempre della stessa quantità a ogni secondo.
2 Calcolare
l’accelerazione
L’accelerazione raramente è costante durante un
moto, ma varia da un istante a un altro. La variazione
della velocità, istante per istante, è indicata
dal vettore accelerazione istantanea, la cui lunghezza
e direzione indicano, per ogni istante considerato,
intensità e direzione dell’accelerazione.
Nella maggior parte dei casi, tuttavia, interessa
conoscere il valore dell’accelerazione media.
L’accelerazione media indica quanto rapidamente
varia la velocità in un determinato intervallo di
tempo. Se consideriamo un moto lungo una linea
retta, possiamo dare la seguente definizione:
L’accelerazione media è uguale al rapporto
fra la variazione di velocità e l’intervallo di tempo
in cui avviene tale variazione.
Se indichiamo con a m l’accelerazione media, con
v i la velocità iniziale e v f la velocità finale, con t
il tempo in cui avviene la variazione di velocità,
possiamo scrivere:
a
m
v ­ v
=
t
f i
Se la velocità aumenta, il numeratore della frazione
aumenta e l’accelerazione è positiva. Ad esempio,
se ti muovi in discesa con la bicicletta la tua
velocità aumenta e l’accelerazione è positiva. Se
la velocità diminuisce il numeratore è negativo e
l’accelerazione è negativa.
2 figura 15
Il moto dei
vagoncini sulle
montagne russe
è accelerato:
variano sia il
modulo
sia la direzione
della velocità.
D Sapresti
descrivere
l’accelerazione
nell’istante
in cui il trenino
parte?
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Fisica - Concetti in azione
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Il movImento
B