La fisica dietro la cattura delle uova: un’applicazione di impulso e slancio

Domanda: tu e un amico state partecipando a un concorso di lancio di uova. L’obiettivo di questo concorso è lanciare un uovo alla massima distanza senza che si spezzi o si apra. Descrivi la tua strategia per catturare le uova che sono state lanciate a lunga distanza senza che si rompano in termini di fisica. Usa termini come impulso e quantità di moto.

La risposta dello studente è stata:

Quando si cerca di catturare un uovo con la distanza più lontana, ci sono diverse cose da tenere a mente. Cose come il peso dell’uovo, la distanza per cui lo stai lanciando e il modo in cui prendi l’uovo possono cambiare notevolmente i risultati.

Prima di tutto, quando si lancia qualcosa di piccolo come un uovo, bisogna tenere a mente che maggiore è la distanza, maggiore è la forza che viene esercitata nel lancio dell’uovo. Con più forza esercitata nell’uovo, maggiore sarà la quantità di moto. Questo è particolarmente importante quando si cattura l’uovo, perché catturarlo nel modo sbagliato può provocarne la rottura.

La cattura dell’uovo può essere particolarmente difficile, perché l’uovo è molto fragile e fragile. Per ridurre lo slancio, devi afferrare l’uovo per i lati in modo che non schizzi sulla tua mano. L’impulso dell’uovo, che è la sua forza media per un periodo di tempo, deve essere ridotto per garantire un atterraggio sicuro per l’uovo. Afferrando l’uovo per i lati, riduci il suo slancio e l’impulso per far cadere l’uovo nel palmo della mano.

La risposta del tutor è stata: per vincere la competizione, dobbiamo lanciare l’uovo più in alto che possiamo. Quindi, quando cadrà, avrà anche un’alta velocità. La massa dell’uovo è fissata. Quindi, se dobbiamo vincere questa competizione, dovremmo essere preparati ad affrontare un grande slancio che riceveremo quando scenderà. Diciamo che ci prendiamo del tempo “t” per catturare questo uovo. Quindi la forza durante la cattura dell’uovo sarà “F” data da:

F*t=m(vf-vi)

Quindi F= m(vf-vi)/t

E abbiamo già visto che la massa m è fissa.

Anche Vf =0 perché l’uovo finalmente si ferma dopo la cattura.

Vi è la velocità che c’era appena prima di prendere l’uovo e l’abbiamo già visto, sarà molto alta se vogliamo vincere la competizione.

Ora, per diminuire la forza, l’unica cosa che possiamo fare è mantenere il tempo di contatto con le nostre mani “t” il più alto possibile.

Se lo facciamo saremo in grado di ridurre la forza F a un limite tale che l’uovo, anche se abbastanza fragile, non si romperà.

Per aumentare il tempo di contatto, dobbiamo catturare l’uovo in un’azione radicale. Dobbiamo muovere le mani verso il basso in modo che la velocità relativa tra la mano e l’uovo diventi minore. Ciò aumenterà effettivamente il tempo “t” e quindi la Forza F verrà ridotta.

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