Problema di fisica...

bambolettaokkiverdi
Buon pomeriggio,
di nuovo sono alle prese con i miei amati problemi di fisica, ma ho trovato questo che mi sta dando un po' di problemi:

Un'automobile sportiva parte da ferma con un'accelerazione pari a $a = 8 m/s^2$
e raggiunta una certa velocità , prosegue di moto rettilineo uniforme. Se percorre $400 m$ in
$10 sec$, calcolare:
a) dopo quanto tempo smette di accelerare;
b) qual è la velocità massima che raggiunge.

Allora, vi posto qui il mio ragionamento (sicuramente errato):

Partendo dal presupposto che sicuramente si tratta di un moto inizialmente rettilineo, ma uniformemente accelerato, e poi rettilineo uniforme ( come da traccia ), sicuramente la velocità massima, una volta raggiunta, sarà mantenuta costante.
Ora:

$s_tot = s + s_tmax = 400m$
$t_tot = t + tmax = 10 sec$

Il corpo parte da fermo. Dunque la velocità iniziale e la posizione iniziale sono trascurabili essendo nulle. Per quanto riguarda la prima parte del moto, essa si riduce a:

$s_tmax= 0,5*a*(tmax^2)$

mentre per la seconda parte del moto:
$s = vmax*t$

La velocità massima è legata alla relazione:

$vmax=a*tmax$

Ora, secondo me si possono mettere in sistema le due leggi orarie e sommare le equazioni membro a membro:

$s+s_tmax = 0,5*a*(tmax^2) + vmax*t$

Ma possiamo sostituire l'espressione della $vmax$ , ottenendo:

$s+s_tmax = 0,5*a*(tmax^2) + a*tmax*t$

Ora abbiamo due incognite. Essendo $t=10sec - tmax$ :

$s+s_tmax = 0,5*a*(tmax^2) + vmax*(10-tmax)$

Ma poi... I conti non tornano. Potreste spiegarmi dove è sbagliato e magari darmi l'input per arrivare alla risoluzione? Grazie e scusatemi per il fastidio.

Risposte
MaMo2
L'ultimo passaggio è sbagliato.

Sostituendo $t=10-tmax$, $a=8$ e $s+s_tmax=400$ nella penultima relazione abbiamo:

$400=4tmax^2+8(10-tmax)tmax$

che contiene una sola variabile.

bambolettaokkiverdi
Ma non mi esce lo stesso :-( Lo sto facendo da prima :-( Dove sbaglio :-(

MaMo2
"bambolettaokkiverdi":
Ma non mi esce lo stesso :-( Lo sto facendo da prima :-( Dove sbaglio :-(


Per saperlo dovresti postare i passaggi.

Comunque il risultato dell'equazione di secondo grado è $tmax=10s$.

bambolettaokkiverdi
A me esce la stessa cosa. Ma il risultato è $5.37sec$ :-( Credo sia sbagliato il modo di ragionare, ma non capisco dove.

MaMo2
"bambolettaokkiverdi":
A me esce la stessa cosa. Ma il risultato è $5.37sec$ :-( Credo sia sbagliato il modo di ragionare, ma non capisco dove.


Il ragionamento è corretto.

Infatti in 10 secondi con una accelerazione di 8 m/s^2 si percorrono $s=(1/2)at^2=(1/2)*8*10^2=400m$.

Deve esserci un errore nel testo o nei dati del problema.

bambolettaokkiverdi
Ma così applicando solo la legge oraria del moto uniformemente accelerato non consideriamo il moto rettilineo... quindi fino a che punto può servire come verifica? Scusami se ti sto tartassando

MaMo2
"bambolettaokkiverdi":
Ma così applicando solo la legge oraria del moto uniformemente accelerato non consideriamo il moto rettilineo... quindi fino a che punto può servire come verifica? Scusami se ti sto tartassando

Per poter percorrere 400 m deve accelerare per tutti i dieci secondi.
Se smettesse di accelerare prima dei 10 secondi sicuramente percorrerebbe meno di 400m.

bambolettaokkiverdi
E dunque se così fosse i 400m che non sono altro che lo spazio totale non sono dati dalla somma delle due leggi orarie... Scusami, ma voglio capire bene...

MaMo2
Prova a risolvere il problema ipotizzando un percorso totale di 300 m.
In questo caso dovrebbe smettere di accelerare prima dei 10 secondi.

bambolettaokkiverdi
Ok grazie. Ho capito. Mi sa che è proprio sbagliata la traccia :-) Grazie ancora

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