Cos’è la velocità d’impatto?

La velocità di impatto è essenzialmente la velocità effettiva alla quale un oggetto sta viaggiando nel momento in cui colpisce un altro oggetto. Questo può essere espresso in modo alquanto semplicistico per situazioni in cui le forze esterne vengono ignorate o non sono presenti come valore assoluto della somma delle velocità di entrambi gli oggetti. Quando si considerano altre forze sui due oggetti, come la forza di gravità, l’attrito, la resistenza del vento e forze esterne simili, allora il valore della velocità al momento dell’impatto è significativamente più complicato. La velocità di impatto può essere determinata per due oggetti qualsiasi che entrano in contatto l’uno con l’altro.

Per capire facilmente la velocità di impatto, è importante prima capire a cosa si riferisce la velocità in generale. La velocità è una misura della distanza che un oggetto può percorrere in un determinato periodo di tempo ed è tipicamente misurata in metri al secondo (m/s). Sebbene la velocità sia simile alla velocità, i due termini non possono essere necessariamente utilizzati come sinonimi poiché la velocità può anche indicare la direzione in cui un oggetto sta viaggiando rispetto a un altro punto di riferimento. Ciò significa che un oggetto con velocità positiva e un oggetto con velocità negativa all’interno dello stesso sistema stanno viaggiando in direzioni opposte; la velocità non è indicativa della direzione e in genere non può essere un valore negativo.

La velocità di impatto di un oggetto è essenzialmente la velocità con cui un oggetto si sposta quando viene a contatto con un altro oggetto. Ad esempio, se una roccia viaggia nel vuoto priva di altre forze su di essa e colpisce un’altra roccia ferma, la velocità di impatto è la velocità della roccia quando colpisce la roccia ferma. Se la roccia nell’esempio precedente viaggiava a 100 m/s e colpiva un’altra roccia che viaggiava a 40 m/s verso di essa, la velocità di impatto sarebbe di 140 m/s poiché il valore assoluto di entrambe le velocità viene sommato a determinare la velocità effettiva al momento dell’impatto.

In sistemi più complessi, determinare la velocità di impatto può diventare più difficile. Questo perché altre forze spesso giocano su un oggetto e nel tempo queste forze possono influenzare la velocità con cui sta viaggiando. Un proiettile sparato verso il basso ad angolo da un tetto verso una mela posata a terra, per esempio, avrebbe una velocità iniziale quando viene sparato e sarebbe influenzato dalla forza di gravità, che aumenterebbe la sua velocità tirandolo verso il basso. La resistenza del vento contro la superficie del proiettile altererebbe anche la velocità di impatto una volta che il proiettile ha colpito la mela, e tutte queste forze dovrebbero essere considerate per creare un modello accurato per questo tipo di sistema.