Esercizio

Quando colpisce la corteccia di un albero la testa di un picchio si ferma dopo essere partita con una velocità iniziale di 0.6942 m/s e aver percorso una distanza di 0.2872 cm. Calcolare la decelerazione in unità dell'accelerazione di gravità g.

Soluzione.

Scriviamo le equazioni per la velocità della testa del picchio e lo spazio da essa percorso, supponendo che si tratti di un moto uniformemente decelerato

v = -a · t + v0
s = -(1/2) · a · t2 + v0 · t

con a = accelerazione della testa (con il segno meno, perché si tratta di una decelerazione) e v0 = velocità iniziale.

Dalla prima equazione possiamo ricavare il tempo necessario alla testa per fermarsi, che si otterrà in corrispondenza della velocità v uguale a zero

v = 0 ==> t = v0 / a

Sostituiamo questo tempo nell'equazione per la distanza percorsa dalla testa

s = -(1/2) · a · (v0/a)2 + v0 · (v0/a) = (1/2) · v02 / a

La distanza percorsa dalla testa prima di fermarsi la conosciamo dal testo, e vale

s = 0.2872 cm = 0.2872·10-2 m

così come conosciamo la velocità iniziale, che è già data in unità SI. Possiamo allora invertire la formula per lo spazio s per ricavare l'accelerazione

a = v02 / (2·s)

Se vogliamo l'accelerazione in unità di g, cioè dell'accelerazione di gravità, basterà poi dividere per g

a = v02 / (2·s·g)

Sostituendo i dati numerici si ha:

a = 0.69422 / (2·0.2872·10-2·9.81) = 8.55 g