Caduta dei gravi
Moto di caduta dei gravi
Il moto dei gravi è il moto tipico dei corpi lasciati liberi cadere dall'alto o lanciati dal basso verso verso l'alto.
Il moto rettilineo uniformemente accelerato riveste un'importanza fondamentale in natura, in quanto un corpo lasciato libero di cadere o lanciato verso l'alto segue proprio le leggi di questo moto.
Ogni corpo in caduta libera è soggetto ad un'accelerazione naturale, che dipende dalla massa e dal raggio del pianeta sul quale il corpo viene lasciato cadere.
Tale accelerazione naturale è detta accelerazione di gravità che si indica con la lettera g e che sulla Terra assume un valore medio di 9,8 m/s2.
Ciò significa che un grave lasciato libero di cadere incrementa la propria velocità di 9,8 m/s ogni secondo.
Allo stesso modo un corpo lanciato verso l'alto è soggetto ad una decelerazione costante pari a - 9,8 m/s2.
Ecco perché il moto di caduta libera di un grave viene anche detto moto naturalmente accelerato.
Legge oraria del moto di caduta libera di un grave
Considerando che nella caduta libera la velocità iniziale è nulla (V0 = 0), le leggi spazio - tempo e velocità - tempo in un moto naturalmente accelerato sono le stesse del moto rettilineo uniformenete accelerato con partenza da fermo:
h = ½ ∙ g ∙ t2
e
V = g ∙ t
in cui g è il valore costante dell'accelerazione di gravità ( 9,8 m/s2).
Le formule inverse sono le seguenti:
Se invece il corpo viene lanciato verso l'alto con velocità iniziale V0, allora si parlerà di moto uniformemente ritardato e le due precedenti equazioni assumeranno la forma:
h = V0 ∙ t - ½ ∙ g ∙ t2
e
V = V0 - g ∙ t
Accelerazione di gravità e resistenza dell'aria
Come aveva correttamente previsto Galileo Galilei, ogni corpo presente sulla Terra è soggetto alla stessa accelerazione di gravità pari a 9,8 m/s2 indipendentemente dalla massa o dalla forma del corpo.
L'esperienza comune ci insegna però che se lasciamo cadere un martello o una piuma i tempi di arrivo al suolo sono ragionevolmente differenti!
Questo accade perché siamo immersi nell'atmosfera, ovvero la caduta dei gravi avviene all'interno di un fluido, l'aria appunto, la cui resistenza dipende dalla forma dell'oggetto.
Se non ci fosse alcuna atmosfera, allora i due oggetti arriverebbero al suolo allo stesso momento.
Nel 1971 gli astronauti americani sbarcati sulla Luna, fecero cadere dalla stessa altezza appunto una piuma e un martello e constatarono che come predetto dallo scienziato italiano 3 secoli prima, il tempo di arrivo al suolo dipende esclusivamente dall'altezza in cui si è lasciato libero il corpo secondo la relazione:
Esercizio sulla caduta dei gravi
Quale altezza massima raggiunge un sasso lanciato verso l'alto con una velocità iniziale pari a 72 km/h?
Quanto tempo impiega a raggiungere tale altezza?
La soluzione dell'esercizio la trovi qui: esercizio sul moto dei gravi.
Esercizi sul moto dei gravi e sul moto rettilineo uniformemente accelerato
Se ti interssano li trovi qui: esercizi sul moto rettilineo uniformemente accelerato.
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