Paragrafo 11 · La conservazione dell’energia meccanica

L’angolo cambia la strada, non la velocità

Quattro palle lanciate dalla stessa torre con la stessa velocità, in quattro direzioni diverse. Alla stessa quota vanno tutte alla stessa velocità, e a terra arrivano tutte alla stessa velocità.

Trascina le punte delle frecce sulla torre per cambiare gli angoli di lancio, e la linea tratteggiata per scegliere la quota di controllo. Prima di guardare la tabella: quale palla arriva a terra più veloce?

Quota di controllo —
Velocità alla quota —
Velocità a terra —
Tempo di volo —
Le velocità misurate per ogni palla
pallaangolov alla quotav a terratempo di volo
½mv² + mgy = ½mv₀² + mgh

All’inizio le quattro palle hanno la stessa energia cinetica ½mv₀² e la stessa energia potenziale mgh: l’energia cinetica è uno scalare, non sa in che direzione si muove la palla. Alla stessa quota anche U è la stessa per tutte, quindi anche K = E − U. La massa si semplifica e resta v = √(v₀² + 2g(h − y)), dove l’angolo non compare.

La palla lanciata verso il basso arriva prima, non più veloce: le altre salgono, perdono energia cinetica e poi la riguadagnano tutta scendendo. La direzione della velocità, il tempo di volo e il punto d’arrivo dipendono dall’angolo, ma per quelli la conservazione dell’energia non basta: servono le leggi del moto parabolico.

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