La quantità di moto. Gli urti

La quantità di moto.
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Consideriamo un corpo di massa m che si muove a velocità v . La quantità di moto p è un vettore, ed è uguale a
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m ⋅ v . Ha quindi stessa direzione del vettore velocità.
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Per n corpi: p = m1v1 + m2 v 2 + m3 v3 + ... + mn v n
Legge di conservazione della quantità di moto:
in un sistema isolato (su cui non agiscono forze esterne) la quantità di moto totale si conserva.
E’ una conseguenza dei principi della dinamica, non un ulteriore principio.
Attenzione: la quantità di moto si conserva come vettore, quindi si conservano tutte le sue componenti.
Gli urti:
Un urto è un’interazione di breve durata tra due corpi (può avvenire anche senza contatto, ad esempio interazione a
distanza tra particelle elettriche). Di breve durata significa che durante l’urto le uniche forze significative sono quelle
tra i due corpi, e si trascurano le forze esterne.
Durante un urto si conserva la quantità di moto.
Se durante l’urto si conserva anche l’energia cinetica, l’urto si chiama elastico. In caso contrario si chiama anelastico.
Se i due corpi dopo la collisione rimangono attaccati, l’urto viene detto completamente anelastico.
Un’animazione per visualizzare gli urti elastici o anelastici:
http://www.walter-fendt.de/ph14i/collision_i.htm
Altri esercizi:
1) Un uomo con massa 60kg salta da un pontile con una velocità di 2,3 m/s su una barca ferma che ha massa
150kg. Quale sarà la velocità dell’uomo e della barca ?
2) Due palline si scontrano frontalmente su una retta. Il loro urto è elastico. La loro massa è di 300 g, mentre le
velocità sono rispettivamente di 2,5 m/s e -1.8 m/s. Determina le velocità successive all'urto.
3) Una pallina di massa 300g si muove a velocità 5m/s e urta elasticamente un’altra pallina di massa 100g.
Dopo l’urto le palline si muovono lungo la stessa direzione d’arrivo della prima pallina. Determina la velocità
delle palline dopo l’urto.
4) Pendolo balistico:
Un proiettile di massa 15 g viene sparato orizzontalmente in un blocco di legno di 3 kg appeso a una corda,
rimanendovi conficcato. Il blocco inizia ad oscillare arrivando ad un’altezza di 10 cm sopra al livello di
partenza.
Calcolare la velocità iniziale del proiettile. Calcolare l’energia meccanica che si perde durante l’urto.