LA CINETICA E I MOTI - RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO, IL MOTO DEL PROIETTILE, MOTO CIRCOLARE UNIFORME

LA CINETICA E I MOTI

In fisica esistono due fondamentali tipi di moto che possono interessare un corpo che si sta appunto muovendo(sulla retta, sul piano o nello spazio) :

MOTO UNIFORME ;

MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO ;

RETTILINEO UNIFORME

il moto più sempilce è quello rettilineo uniforme ed è definito dalla formula

S = So + vt (legge oraria)

( da cui le formule inverse: v = S/t t = S/v )

il grafico dello spazio in funzione del tempo nel piano sectiunesiano è la retta.

N.B.: se So = 0 allora la retta passerà per l' origine, altrimenti passerà per un qualsiasi punto dell' asse y.(quello dello spazio,dato che il tempo sta sempre sulla x).

il grafico invece della velocità in funzione del tempo sarà una retta perfettamente parallela alla x.

Conclusioni: nel moto rettilineo uniforme la velocità è costante e all' aumentare dello spazio rimarrà quindi sempre invariata.

RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO

Il moto accelerato è caratterizzato dall' accelerazione costante; questa grandezza è vettoriale e nel SI si misura in metri al secondo quadrato.

la legge oraria è S = So + Vot + 1/2att (cioè t al quadrato)

un' altra formula molto utile è la seguente:velocità finale al quadrato è uguale a velocità iniziale al quadrato più 2as(accel. per spazio), in quanto permette di ricavare molti valori senza utilizzare il tempo.

il grafico dell spazio in funzione del tempo sarà una parabola, mentre come è successo nel moto uniforme con la velocità, qui per l' accelerazione il grafico in funzione del tempo sarà una retta parallela alle x.

Il moto puo' essere anche uniformemente decelerato, ma le formule restano le medesime: va solamente ricordato che in questo caso l' accelerazione avrà segno negativo, in quanto è contraria al verso del vettore velocità.

CADUTA LIBERA

Un particolare tipo di moto accelerato è la caduta libera(trascurando gli attriti): in questo caso l' accelerazione sarà sempre 9,8 metri al secondo quadrato e viene denominata con la lettera g(cioè accelerazione di gravità) , proprio per distinguerla dalla accelerazione generica a.

La legge oraria sarà quindi la seguente:

S = So + Vot +1/2gtt(t quadro)

N.B.: naturalmente se il corpo viene lanciato verso l' alto g avrà segno - , perchè contraria al moto.

IL MOTO DEL PROIETTILE

Con moto del proiettile si intende genericamente il moto nel piano(2 dimensioni) di un corpo che ha una certa velocità iniziale.

Per riuscire ad aalizzare meglio il moto, esso va scomposto in due moti indipendenti lungo i due assi sectiunesiani corrispondenti.

Sulla x : non c'è alcuna accelerazione(l' unica presente è quella di gravità ma è

interamente sulla y), quindi abbiamo un moto rettilineo uniforme.

Sulla y: è presente g, quindi è un moto uniformemente accelerato (o decelerato);la forza agisce solamente in verticale.

Per trovare i moduli delle due velocità(sulla x e sulla y) si dovrà quindi sfruttare l' angolo con cui è stato lanciato il corpo e scomporre vettorialmente la velocità iniziale nelle componenti  Vix e Viy. (N.B.: se l' angolo è particolare,tipo 30°, 60°, 45° è possibile evitare la scomposizione mediante sen e cos utilizzando la geometria, ad esempio: angolo = 45° allora Vix = Viy = Vi/ radice di 2 ecc. per 30 e 60).

A questo punto si utilizzano le formule sopracitate:

spazio x (detto anche gittata) = Sox + Vixt

spazio y = Soy + Viyt + 1/2gtt

accelerazione x = 0

accelerazione y = 9,8

Vix = cost.

il tempo si calcola semplicemente con le formule inverse( sulle x è il tempo in cui resta in aria, mentre sulle y sarà la metà)

N.B.: nel punto più alto la velocità è zero soltanto sulle y, mentre sulle x è cost., cioè:

Vy + Vx = Vx

La traiettoria( insieme dei punti percorsi) del corpo è una parabola, e quindi la velocità sarà tangente alla parabola stessa, con direzione orizzontale nel punto di max. altezza.

Sfruttando l' equazione della parobola, axx( x quadro) + bx + c = 0 è possibile trovare i due punti di intersezione del corpo con l' asse x, in pratica la gittata,( naturalmente se lo spazio finale sulla y è 0), che non sono altro che le due soluzioni dell' equazione.

MOTO CIRCOLARE UNIFORME

Il moto circolare è il moto periodico di un corpo lungo una circonferenza; la particolarità è che la velocità è costante solo in modulo, ma non in verso e in direzione; la velocità istantanea(cioè con t tendente a 0) è infatti diretta lungo la tangente.

Essendo la velocità un vettore,presi due punti sulla circonferenza A e B, Va diversa da Vb, questo implica la presenza di accelerazione, che in questo particolare tipo di moto prende il nome di centripeta, diretta lungo il raggio.

Formule:

il tempo non varia mai, ed è detto periodo, cioè l' intervallo di tempo che il corpo compie per tornare al punto di partenza e si indica con T

lo spazio cioincide con la circonf., quindi    S = 2 r pigreco

Velocità lineare = C/T(misurata in m/s)

Velocità angolare( in radianti) = 2 pigreco/T

Frequenza, cioè il numero di giri nell' unità di tempo = 1/T(nel SI si misura in Hrz

accelerazione centr. = V quadro/r oppure Velocità angolare quadra per r