Note sulla Fisica delle Corse di Formula 1

Introduzione

• Osservazione sulle accelerazioni delle vetture di Formula 1.
• Riflessione sugli sforzi a cui sono sottoposti i piloti durante le gare.

Esperimento per Comprendere la Relazione Forza-Acelerazione

• Obiettivo: Comprendere la relazione tra forza generata dal motore e accelerazione del veicolo.
• Materiali necessari:
  • Guida rettilinea
  • Cuscino d'aria
  • Due foto traguardi collegati a un cronometro elettronico
  • Carrello
  • Metro
  • Elettro calamita
  • Spessori metallici

Setup dell'Esperimento

• Utilizzare un motore per generare forze crescenti.
• Utilizzare la forza peso del carrello inclinando la guida con spessori.
• Formula della forza:
  • Forza = massa (m) x gravità (g) x altezza (h) / lunghezza (l)
  • Maggiore è l'altezza, maggiore è la forza.

Procedura dell'Esperimento

1. Impostare i due traguardi a 50 cm di distanza.
2. Misurare il tempo impiegato dal carrello in tre prove.
3. Raddoppiare, triplicare, e quadruplicare l'altezza e ripetere le prove.
4. Registrare i tempi e calcolare l'accelerazione usando la formula:
   • Distanza = 1/2 * a * t²

Raccolta dati

• Tempi registrati per la prima prova:
  • 2,186 secondi
  • 2,188 secondi
  • 2,185 secondi
• Calcolare l'accelerazione per ogni forza applicata.

Analisi dei Risultati

• Grafico: Forza applicata vs. accelerazione.
• La relazione tra forza e accelerazione è di proporzionalità diretta (linea retta passa per l'origine).
• Secondo principio della dinamica:
  • L'accelerazione è proporzionale alla forza risultante.
  • Costante di proporzionalità: massa del corpo.

Applicazioni Pratiche

• Utilizzo del secondo principio per progettare i veicoli, come gli aerei.
• Calcolo delle forze subite dai piloti di Formula 1 durante accelerazioni e decelerazioni.

Esempio di Frenata

• Durante una frenata da 300 km/h in 2,5 secondi, un pilota subisce circa 2,3 g di accelerazione.
• Questa forza equivale a 2,5 volte il suo peso, rendendo necessarie cinture di sicurezza robuste per evitare infortuni.

Conclusione

• Importanza della fisica nelle prestazioni delle auto da corsa e nella sicurezza dei piloti.