Velocità e accelerazione
La velocità
La velocità è una grandezza fisica derivata e indica lo spazio percorso nell'unità di tempo da un corpo.
La velocità è un vettore, con modulo, direzione e verso.
Il modulo della velocità media si calcola nel seguente modo:
vm=ΔtΔS=t1−t2S1−S2=sm=m/s
Esempio
Se un corridore percorre 500 metri in 50 secondi la sua velocità media sarà:
vm=50 s500 m=10 m/s
Nota bene: la velocità viene espressa anche in chilometri all'ora, l'uguaglianza è la seguente: 1 sm=3,6 hkm perché 1 h=3600 s e 1 km=1000 m.
L'accelerazione
Si ha accelerazione quando un oggetto in moto varia la sua velocità, ovvero essa non è costante nel tempo.
Quando la velocità del corpo aumenta nel tempo si verifica un'accelerazione, mentre quando la velocità diminuisce nel tempo si ha una decelerazione.
L'accelerazione è un vettore come la velocità, che ha modulo, direzione e verso e il suo modulo si calcola dividendo la variazione di velocità per la variazione di tempo, ottenendo l'accelerazione media.
In formule: am=ΔtΔvm=t1−t2v1−v2=sm/s=m/s2
Ricorda: se, nell'intervallo analizzato, la velocità iniziale e finale di un corpo è la stessa, cioè rimane costante, l'accelerazione media è nulla.
Esempi
Si vuole calcolare l'accelerazione media di un'automobile nei primi 10 secondi. Parte da ferma e raggiunge una velocità finale di 20 m/s.
am=ΔtΔvm=10 s20 m/s−0 m/s=2 m/s2
Si vuole calcolare la decelerazione media di una bicicletta che passa da una velocità di 5 m/s a 2 m/s in un intervallo di tempo pari a 10 s.
am=ΔtΔvm=10 s2 m/s−5 m/s=10 s−3 m/s−0,3 m/s2 l'accelerazione è negativa e si definisce decelerazione perché la velocità finale è minore di quella iniziale.
Velocità e accelerazione istantanee
L'accelerazione e la velocità si definiscono istantanee se calcolate in un'intervallo di tempo piccolissimo.
Ricorda: quando le velocità e accelerazioni medie sono nulle, non è assolutamente detto che lo siano anche le velocità e accelerazioni istantanee. A inizio e fine giornata una persona è ferma nel letto, ma non vuol dire che non si sia mossa durante quel tempo!