Corso di Meccanica: Cinematica Lancio di Proiettili
🎯 Lancio di Proiettili
Il moto dei proiettili è un moto parabolico che si ottiene combinando:
- Moto orizzontale → uniforme (velocità costante, nessuna accelerazione).
- Moto verticale → uniformemente accelerato (accelerazione = gravità ).
🔵 Moto Orizzontale
Il proiettile mantiene la sua velocità costante lungo l’asse orizzontale.
Formula del moto uniforme:
\(x = v \cdot t\)
dove:
- \(x\) = distanza orizzontale percorsa
- \(v\) = velocità orizzontale (costante)
- \(t\) = tempo
🔴 Moto Verticale
Il proiettile è soggetto alla gravità . Si tratta quindi di un moto uniformemente accelerato.
Formula:
\(y = u \cdot t + \frac{1}{2} a t^2\)
dove:
- \(y\) = spostamento verticale
- \(u\) = velocità iniziale verticale
- \(a \approx 9,81\ \mathrm{m/s^2}\) verso il basso
- \(t\) = tempo
Velocità verticale in un certo istante:
\(v_y = u - g \cdot t\)
(All’apice della traiettoria, \(v_y = 0\))
🟢 Scomposizione della velocità iniziale
Se il proiettile viene lanciato con velocità v₀ a un angolo θ rispetto all’orizzontale:
- Componente orizzontale: \(v_{0x} = v_0 \cdot \cos(\theta)\)
- Componente verticale: \(v_{0y} = v_0 \cdot \sin(\theta)\)
🟡 Formule utili
- Tempo di volo totale: \(T = \frac{2 v_{0y}}{g} = \frac{2 v_0 \sin(\theta)}{g}\)
- Altezza massima: \(h_{\text{max}} = \frac{v_{0y}^2}{2 g} = \frac{v_0^2 \sin^2(\theta)}{2 g}\)
- Portata massima (distanza orizzontale): \(R = \frac{v_0^2 \sin(2\theta)}{g}\)
✅ Esempio numerico
Un proiettile viene lanciato con velocità iniziale v₀ = 50 m/s ad un angolo di θ = 30°.
- Scomposizione della velocitÃ
\(v_{0x} = v_0 \cos(30^\circ) = 50 \cdot 0.866 \approx 43,3\ \mathrm{m/s}\)
\(v_{0y} = v_0 \sin(30^\circ) = 50 \cdot 0.5 = 25\ \mathrm{m/s}\) - Tempo di volo
\(T = \frac{2 v_{0y}}{g} = \frac{2 \cdot 25}{9.81} \approx 5,1\ \mathrm{s}\) - Altezza massima
\(h_{\text{max}} = \frac{v_{0y}^2}{2 g} = \frac{25^2}{19,62} \approx 31,9\ \mathrm{m}\) - Portata massima
\(R = v_{0x} \cdot T = 43,3 \cdot 5,1 \approx 221,0\ \mathrm{m}\)
📌 Riepilogo dell’esempio
- Tempo totale di volo: 5,1 s
- Altezza massima: 31,9 m
- Portata (distanza orizzontale): 221 m
Commenti
Posta un commento