Caduta libera di un oggetto: velocità e peso d'impatto

[Balthasar85]

Chi mi aiuta a calcolare la forza e la velocità d'impatto di un oggetto in caduta libera (sulla Terra) del peso di 95g da una altezza di 25/29metri?
Ok, lo so che esistono fior fior di formule.. ma son parecchio arrugginito sull'argomento e non ne riesco ad usarne mezza.


CIAWA

[CRL]

Trascurando l'attrito dell'aria e ipotizzando che parta da fermo:

25 metri = spazio percorso = 1/2 g t^2

Invertendo la formula ottieni il tempo necessario a cadere: t = 2.258sec

V finale = g* t = 22.1 m/s

La sua forza d'inerzia e' m* g = 0.93 N

- CRL -

[Jarni]

Originariamente inviato da Balthasar85

Chi mi aiuta a calcolare la forza e la velocità d'impatto di un oggetto in caduta libera

Che intendi per "forza d'impatto"?
Una cosa è la Forza, un'altra l'Energia e/o la Quantità di Moto trasmessa al terreno nell'urto...

[killercode]

Molto alla buona, perchè non è facile da calcolare

Tvolo=radq[(2*Spaziopercorso)/g]
Vf=g*Tvolo
Pf=m*Vf
Forza=Pf/Timpatto


Timpatto=è il tempo che impiega la terra a fermare il corpo (più o meno 1/10 di secondo ?)

[Jarni]

Originariamente inviato da killercode

Timpatto=è il tempo che impiega la terra a fermare il corpo (più o meno 1/10 di secondo ?)

Dipende da un sacco di cose, se l'oggetto casca nella fossa delle Marianne mi sa che ci mette più di un minuto...

[killercode]

Originariamente inviato da Jarni

Dipende da un sacco di cose, se l'oggetto casca nella fossa delle Marianne mi sa che ci mette più di un minuto...

infatti avevo detto molto alla buona, calcolare l'impulso è abbastanza difficile

[Balthasar85]

Originariamente inviato da Jarni

Che intendi per "forza d'impatto"?
Una cosa è la Forza, un'altra l'Energia e/o la Quantità di Moto trasmessa al terreno nell'urto...

Originariamente inviato da killercode

Molto alla buona, perchè non è facile da calcolare
Tvolo=radq[(2*Spaziopercorso)/g]
Vf=g*Tvolo
Pf=m*Vf
Forza=Pf/Timpatto
Timpatto=è il tempo che impiega la terra a fermare il corpo (più o meno 1/10 di secondo ?)

Originariamente inviato da Jarni

Dipende da un sacco di cose, se l'oggetto casca nella fossa delle Marianne mi sa che ci mette più di un minuto...

Ok, ho capito che non ho capito nulla.

Allora, facciamo mente locale (son appena tornato dal lavoro e son di mio un po' stonato), per prima cosa credo di aver capito quello che ha detto CRL e cioè che in linea teorica un oggetto in quella caduta libera impiegherebbe tot secondi e raggiungerebbe una velocità teorica di circa 79km\h. Questo senza contare alcune variabili.

Veniamo alla seconda domanda, Jarni io intendo per "forza d'impatto" (perdonate l'approccio pedestre ma la fisica non era tra le mie materie di studio) il peso che all'impatto un oggetto di xkg genera con una superficie, ad esempio io che salto sulla bilancia che faccio schizzare la lancetta a 90kg anche se ne peso solo 60 o come alcune volte se ne parla a riguardo del bird strike "Per una equivalenza, basti pensare che l'impatto con un uccello di 5 kg a 240 km/h (la velocità di un jet in atterraggio) equivale a un peso di mezza tonnellata fatto cadere da un'altezza di 3 metri." (cit.)
Insomma, qualcosa per calcolare il "peso d'impatto" (passatemi la definizione) di un oggetto ad una data velocità.


CIAWA

[stbarlet]

L'oggetto e il terreno non sono corpi indeformabili..
Senza una stima del tempo (o dello spazio) di impatto non puoi calcolare l'intensità della forza che agisce sul terreno di impatto.
Il secondo principio di Newton (F=m*a) descrive la forza come il prodotto tra massa e accelerazione.. la massa dell'oggetto la conosci, ma per conoscere l'accelerazione a cui è sottoposto (e a cui è sottoposto il terreno di impatto, per il terzo principio di newton) devi conoscere il tempo o lo spazio in cui tutta l'energia cinetica viene trasferita.


Tornando al fatto che l'oggetto e il terreno non sono indeformabili.. potrebbero reagire in modo da non far rimanere costante l'accelerazione d'impatto (la variazione di velocità dell'oggetto durante l'impatto), rendendo le cose ancora più complicate di quanto sono.





Quello che mi pare di aver capito tu intenda è una sorta di confronto degli impulsi (quantità di moto) o delle energie cinetiche!

[killercode]

tanto per capirci

[stbarlet]

Originariamente inviato da killercode

tanto per capirci

[Dumah Brazorf]

Energia cinetica

[Jarni]

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Energia cinetica

No, variazione dell'impulso.

Cioè massa per velocità diviso il tempo che ci mette per fermarsi.
Quindi, per rispondere a Balthasar85, mi serve sapere quanto dura l'impatto(tempo che passa da quando tocca il terreno a qaundo si ferma del tutto).

Ah, tutto ciò presupponendo che il corpo non rimbalzi in alto... in quel caso mi serve anche sapere a che altezza arriva.
In base a quello conosco di quanto è variato l'impulso.

[hibone]

Originariamente inviato da Jarni

No, variazione dell'impulso.

la grandezza che varia non è la quantità di moto?

[killercode]

Originariamente inviato da Jarni

No, variazione dell'impulso.

Cioè massa per velocità diviso il tempo che ci mette per fermarsi.
Quindi, per rispondere a Balthasar85, mi serve sapere quanto dura l'impatto(tempo che passa da quando tocca il terreno a qaundo si ferma del tutto).

Ah, tutto ciò presupponendo che il corpo non rimbalzi in alto... in quel caso mi serve anche sapere a che altezza arriva.
In base a quello conosco di quanto è variato l'impulso.

Si può fare anche con l'energia cinetica

Ek=Wfatto per fermare il corpo
Ek/distanza=F

la distanza è quello spazio percorso dal corpo da quando tocca terra a quando si ferma.
Tutto molto alla buona eh? Moduli, forze costanti, deformazioni perfettamente anelastiche etc etc etc

[Jarni]

Originariamente inviato da hibone

la grandezza che varia non è la quantità di moto?

A volte la si indica impropriamente col termine impulso.

Originariamente inviato da killercode

Si può fare anche con l'energia cinetica

Ek=Wfatto per fermare il corpo
Ek/distanza=F

la distanza è quello spazio percorso dal corpo da quando tocca terra a quando si ferma.
Tutto molto alla buona eh? Moduli, forze costanti, deformazioni perfettamente anelastiche etc etc etc

E' perfettamente equivalente.

[Dumah Brazorf]

Se ho capito bene lui vuole capire l'energia dell'oggetto all'impatto. Ammettendo un urto anelastico sti 95g a 22,1m/s scaricano 23,2J al suolo, pari a...

CANAT

[Jarni]

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Se ho capito bene lui vuole capire l'energia dell'oggetto all'impatto. Ammettendo un urto anelastico sti 95g a 22,1m/s scaricano 23,2J al suolo, pari a...

un peso di 500g sganciato a 9,6m di altezza
un peso di 1kg sganciato a 6,8m di altezza
un peso di 10kg sganciato a 2,15m di altezza
...

No, vuole sapere la forza effettiva misurata da un'ipotetica bilancia che subisce l'urto.

[Balthasar85]

Originariamente inviato da Jarni

No, vuole sapere la forza effettiva misurata da un'ipotetica bilancia che subisce l'urto.

Mi fate paura, peggio di quello che voleva calcolare la superficie dell'attributo maschile sul yahoo answer.. ed io che mi illudevo che non fosse così intricata come cosa

Comunque scherzi a parte, prima di tutto vi ringrazio per esservi scomodati in così tanti, poi, per render più comprensibile la mia domanda, vi dico che vorrei ottenere una stima indicativa dell'impatto (al primo, non ad ipotetici rimbalzi) a cui un cellulare, sottoposto ad una caduta di 7 piani, dovrebbe resistere.
Speravo, una volta capite le formule, di poter quantificare la differenza che correva tra una altezza simile da me ipotizzata, ad una molto più inferiore come quella vista in questo video. Nokia 3720 Classic - Test caduta da scala
Diciamo che tutto ciò supera di gran lunga le mie capacità.


CIAWA

[stbarlet]

Originariamente inviato da Dumah Brazorf

Se ho capito bene lui vuole capire l'energia dell'oggetto all'impatto. Ammettendo un urto anelastico sti 95g a 22,1m/s scaricano 23,2J al suolo, pari a...

un peso di 500g sganciato a 9,6m di altezza
un peso di 1kg sganciato a 6,8m di altezza
un peso di 10kg sganciato a 2,15m di altezza
...

Non è che ti sei dimenticato di moltiplicare per g ?

Mi fate paura, peggio di quello che voleva calcolare la superficie dell'attributo maschile sul yahoo answer.. ed io che mi illudevo che non fosse così intricata come cosa

Comunque scherzi a parte, prima di tutto vi ringrazio per esservi scomodati in così tanti, poi, per render più comprensibile la mia domanda, vi dico che vorrei ottenere una stima indicativa dell'impatto (al primo, non ad ipotetici rimbalzi) a cui un cellulare, sottoposto ad una caduta di 7 piani, dovrebbe resistere.
Speravo, una volta capite le formule, di poter quantificare la differenza che correva tra una altezza simile da me ipotizzata, ad una molto più inferiore come quella vista in questo video. Nokia 3720 Classic - Test caduta da scala
Diciamo che tutto ciò supera di gran lunga le mie capacità.


CIAWA

Ci sono troppe variabili che è parecchio difficile stimare.. Considera ad esempio che ,non essendo una sfera ,molto dipende dall'orientazione all'impatto. Se cade su uno spigolo sia l'oggetto che il terreno reagiranno in maniera differente rispetto ad una caduta in cui l'impatto avviene con tutta la cover posteriore..

[Dumah Brazorf]

Originariamente inviato da stbarlet

Non è che ti sei dimenticato di moltiplicare per g ?

Nu ho usato la formula dell'energia cinetica.