Si può sempre affermare il maniera univoca di essere fermi o
in movimento?
In fisica queste due condizioni si definiscono di quiete e di
moto.
Per stabilirlo con certezza occorre definire un sistema di
riferimento.
Scelto un sistema di riferimento un corpo è in quiete se la sua
posizione rispetto ad esso non varia al passare del tempo. Un
corpo è in moto se la sua posizione si modifica rispetto al
sistema di riferimento al passare del tempo.
Movimento e traiettoria
La definizione di moto appena data fa riferimento alle diverse
posizioni che un corpo può occupare al passare del tempo.
Il moto compiuto da un corpo si può quindi definire come lo spazio
(lo indicheremo con s) percorso da un corpo, tra la posizione di
partenza e quella di arrivo.
Oltre a queste due estreme posizioni in corpo ha però occupato
molte altre posizioni intermedie, che nel loro insieme formano la
traiettoria: linea immaginaria che unisce tutte le posizioni occupate
da un corpo durante il suo moto.
Appare evidente come la traiettoria di un corpo in movimento
possa avere diverse forme, che possono così essere riassunte:
Moto rettilineo (la direzione del moto non cambia) ;
Moto curvilineo (la direzione del moto cambia).
In entrambi i casi però, si percorre uno spazio che dipende
dalla posizione iniziale e da quella finale:
Lo spazio percorso da un corpo in moto è uguale alla lunghezza
della traiettoria e, come ogni lunghezza si misura in metri.
La velocità
Che cosa differenzia questi atleti?
La rapidità con la quale si muovono:
un atleta è più veloce degli altri.
Tutti i moti possono svolgersi più o meno rapidamente; nel
caso della corsa dei 100 m il vincitore si muove più
rapidamente degli altri.
In altre parole percorre lo spazio tra il punto di partenza e
quello di arrivo in un tempo minore.
La grandezza che misura la rapidità di un corpo in moto è
la velocità.
La velocità (v) è il rapporto tra lo spazio percorso (s) da
un corpo in moto e il tempo impiegato a percorrerlo (t).
V = s/t
L’unità di misura della velocità è ricavabile dalle
unità di misura delle due grandezze da cui deriva:
Spazio = m (metro)
Tempo = s (secondo)
Velocità = m/s (metri al secondo)
Nella pratica vengono utilizzati anche i multipli e i
sottomultipli del metro e del secondo (es. km/h)
Il moto uniforme
Nello studio della velocità molto utile è un particolare tipo
di moto: il moto uniforme. Sapresti dire cos’è?
Un corpo che si muove a velocità costante, cioè ad una
velocità che resta uguale al trascorrere del tempo, si dice
che si muove di moto uniforme.
Nel moto uniforme vengono percorsi spazi uguali in tempi
uguali.
Il moto uniforme si può rappresentare graficamente.
Sai fare un esempio?
140
120
100
80
moto uniforme
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
Sai indicare la funzione che definisce questo moto?
y = 20 x
Nel moto uniforme spazio e tempo sono
direttamente proporzionali: questo significa che al
variare di una grandezza l’altra varia nello stesso
modo.
Il moto vario
Nella realtà di tutti i giorni il moto non è quasi
mai uniforme, perché la velocità con cui un
corpo si sposta varia continuamente: pensa ad
un viaggio che hai fatto in macchina o in treno.
Quando un corpo si muove con velocità
diverse si dice che si muove di moto vario.
Sapreste interpretare questo grafico, dove è rappresentato
un ipotetico moto vario?
120
110
Spazio (km)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
Tempo (min)
40
50
60
Velocità istantanea
Analizzando il moto vario abbiamo visto che la velocità
non è costante, ma varia di momento in momento.
Si definisce velocità istantanea il rapporto tra lo spazio
percorso da un corpo in moto in un intervallo di tempo
piccolissimo e l’intervallo di tempo stesso.
Conosci uno strumento che esegue questa operazione?
Il tachimetro
La velocità media
A volte è utile conoscere il rapporto tra l’intero spazio
percorso da un corpo in moto vario e il tempo impiegato a
percorrerlo.
Torniamo all’ esempio di moto vario che abbiamo fatto
precedentemente:
Se conosciamo il valore dell’intero spazio percorso dal
corpo e il tempo trascorso dall’inizio alla fine del moto,
dividendo lo spazio per il tempo otteniamo la
velocità media
S = 110 km t = 60 m (1 h)
vm = 110/1 = 110 km/h
La velocità media è il rapporto tra lo spazio percorso da
un corpo in moto e il tempo impiegato a percorrerlo.
In un moto uniforme velocità media e velocità istantanea
coincidono.
In un moto vario la velocità media è quella velocità con la
quale il corpo avrebbe percorso lo spazio nello stesso
tempo se si fosse mosso di moto uniforme.
