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2 Gennaio 2023
7:30

La fisica applicata ai tuffatori olimpionici

Un corpo in caduta libera è sottoposto ad un moto uniformemente accelerato causato dalla gravità.

A cura di Elena Buratin
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La fisica applicata ai tuffatori olimpionici
caduta libera fisica tuffi

Vedere i tuffatori olimpionici è sempre uno spettacolo affascinante: ma che velocità raggiungono? E quanto tempo ci mettono a toccare l'acqua? Per rispondere a queste domande dobbiamo parlare del moto di caduta libera che, in fisica, corrisponde al moto di un corpo che è lasciato libero di muoversi a causa della gravità. Si tratta di un moto uniformemente accelerato, ovvero con accelerazione costante pari all’accelerazione di gravità che agisce sul corpo – in questo caso quello del tuffatore. Ma andiamo a vedere il moto di caduta libero più nel dettaglio.

Caduta libera e tuffi

Sulla Terra quando un oggetto viene lasciato cadere subisce un'accelerazione legata alla gravità terrestre, g, pari a circa 9,8 m/s2. Avere un’accelerazione costante significa che la velocità del corpo aumenta linearmente nel tempo: ad ogni secondo che passa quindi la velocità aumenta di 9,8 m/s.

Se consideriamo un tuffatore su un trampolino olimpico alto 10 metri, possiamo descrivere il suo moto tramite equazioni che mettono in relazione accelerazione, velocità e posizione in funzione nel tempo. Il tuffatore parte da fermo, dunque la sua velocità iniziale è nulla, e, per semplificare, consideriamo l’attrito dell’aria nullo. Durante il tuffo, la sua velocità è proporzionale all'accelerazione di gravità e al tempo, mentre la sua posizione è legata all'accelerazione di gravità e al quadrato del tempo. All'ingresso in acqua, il tuffatore raggiunge circa 50 km/h in appena 1.43 secondi!
Non male, vero?

tuffo 50 km:h

La velocità massima raggiunta non dipende dalla massa, ma soltanto dall’accelerazione gravitazionale. Una velocità simile, dunque, può essere raggiunta da un oggetto longilineo lasciato cadere dal terzo piano di un palazzo, se non si considera l’attrito.

Il record più alto da una scogliera

Laso Schaller, atleta svizzero e brasiliano, detiene il record di tuffo più alto fatto da una scogliera, alta 58,8 m. Attraverso le stesse equazioni, si trova una velocità massima di ingresso in acqua di 122 km/h raggiunta in 3,46 secondi.

Un corpo in caduta libera sulla Luna

L’accelerazione di gravità lunare è un sesto della gravità terrestre (g=1,62 m/s2), a causa della sua massa ridotta. Di conseguenza per raggiungere una velocità di 50 km/h in caduta libera servirebbe molto più tempo, circa sei volte quello impiegato sulla Terra, dunque circa 8,57 secondi. Anche l'altitudine necessaria per raggiungere i 50 km/h aumenterebbe: si parla di quasi 60 metri.

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