Fisica
Esercizi svolti
Determinazione di una velocità istantanea
Problema
Il moto di un oggetto è espresso dall'equazione oraria con il tempo espresso in secondi e la posizione in metri:
x ( t) = 1,3 + 0,25 x ³
Calcolare la velocità istantanea al tempo t = 2,0 s
Risoluzione
Il problema richiede di calcolare la velocità a un istante assegnato. Utilizziamo la calcolatrice TI-92 per ottenere la soluzione per via grafica: occorre disegnare il grafico della curva che rappresenta l'equazione oraria, tracciare la tangente alla curva nel punto corrispondente all'istante di tempo indicato e calcolarne il coefficiente angolare.
Scriviamo l'equazione oraria con l'editor di funzioni nell'ambiente Y=Editor, a cui si giunge premendo i tasti
[W]. E' necessario indicare la variabile tempo con la lettera x per rispettare la forma di scrittura y = y ( x).

Una prima panoramica sul grafico si ottiene dopo aver impostato la finestra grafica ai valori standard:


Il punto che interessa è compreso nel primo quadrante. Prima di determinare la tangente, ingrandiamo la zona utile per avere una migliore risoluzione, impostando i parametri della finestra grafica nel modo seguente:

Tornando all'ambiente Graph, sul display appare ora una piccola porzione della curva, che comprende il punto di ascissa 2,00:

Per ottenere la tangente, facciamo ricorso alle opzioni matematiche disponibili selezionando
Math , A: Tangent, e indicando il punto in cui effettuare il calcolo :



Come si vede nell'ultima figura, il coefficiente angolare della tangente è 3,000 e quindi tale è la velocità all'istante di tempo 2,00 secondi.
Un altro procedimento
Se gli studenti hanno le necessarie conoscenze matematiche, il problema proposto si risolve semplicemente calcolando la derivata prima rispetto al tempo dell'equazione oraria, nell'istante scelto. Il calcolo può essere eseguito con la TI-92 scrivendo, nell'ambiente Home, la seguente espressione, che calcola la derivata nel punto x =2:

L'indicazione del punto in cui calcolare la derivata si ottiene con l'operatore with, rappresentato sullo schermo dal simbolo |, che si scrive utilizzando i tasti
[k].
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