Informazioni su questo esperimento
Lancia una palla con qualsiasi angolo e velocità e osserva la parabola che descrive. La simulazione scompone il moto in una velocità orizzontale costante e un moto verticale con accelerazione costante verso il basso, così gli studenti possono capire perché la traiettoria è una parabola e come ciascuna variabile modifica la gittata e l’altezza.
Obiettivi di apprendimento
- Scomponi il moto del proiettile in moti orizzontale e verticale indipendenti
- Prevedi l’altezza massima, la gittata e il tempo di volo in base alle condizioni di lancio
- Spiega perché un angolo di 45° dà la gittata massima su un terreno pianeggiante e perché cambia al variare dell’altezza di lancio
- Confronta lo stesso lancio sottoposto alla gravità di pianeti diversi
Come si usa
- 1Imposta l’angolo di lancio e la velocità iniziale con i cursori, oppure trascina il lanciatore sullo schermo per mirare.
- 2Premi «Lancia». Le frecce blu e verde mostrano le componenti orizzontale e verticale della velocità durante il volo.
- 3Modifica una sola variabile alla volta e lancia di nuovo. Fino a cinque traiettorie precedenti restano sullo schermo per il confronto.
- 4Imposta la gravità sulla Luna o su Giove e confronta la nuova traiettoria con quella terrestre, visualizzata in trasparenza.
Il modello
Ipotesi
- La resistenza dell’aria viene ignorata, quindi la velocità orizzontale non cambia mai.
- La gravità è uniforme e punta direttamente verso il basso.
- La palla viene trattata come una massa puntiforme e il volo termina quando raggiunge il suolo (y = 0).
Provalo in classe
- Q1Trova due angoli diversi che producono la stessa gittata. Quanto fa la loro somma?
- Q2Aumenta l’altezza di lancio a 20 m. 45° è ancora l’angolo che dà la gittata massima?
- Q3Raddoppia la velocità iniziale. Di quale fattore cambia la gittata e perché?
- Q4Nel punto più alto, quale componente della velocità è zero e quale no?
Domande frequenti
Perché 45° dà la gittata massima?
Su terreno pianeggiante la gittata è proporzionale a sin 2θ, che raggiunge il valore massimo di 1 quando 2θ = 90°, cioè θ = 45°.
Una palla più pesante atterra più lontano?
Non in questo modello. In assenza di resistenza dell'aria, ogni oggetto cade con la stessa accelerazione g, quindi la massa non compare in nessuna delle equazioni.
Perché le palle reali non raggiungono la distanza prevista?
La resistenza dell'aria rallenta la palla in entrambe le direzioni. L'effetto aumenta con la velocità, quindi i lanci veloci arrivano meno lontano di quanto preveda la parabola ideale.