Cap. 1 Il moto: ciò che tutti debbono sapere

Cap. 1 Il moto: ciò che tutti debbono sapere
1.1 Essere fermi o essere in movimento?
Se guardiamo la figura 1 noi possiamo dire che la barca in alto è
ferma mentre quella in basso si è mossa
Anche se guardiamo la figura 2 ci appare evidente che è il cane ad
essersi spostato ma non il coniglio. Diciamo questo perché siamo
convinti che il cartello e le isole sono ferme.
Oltre lo spazio nel moto dobbiamo prendere in considerazione anche
il tempo.
Fig. 1
1.2 Le grandezze del moto
Ricordando che definiamo grandezza qualsiasi caratteristica che può
essere misurata, nel moto compaiono due grandezze: lo spazio e il
tempo. Un corpo si dice in moto se la sua posizione cambia nel tempo.
Viceversa un corpo si dice in quiete se la sua posizione non cambia col
passare del tempo.
1.3 il sistema di riferimento
Fig. 2
È possibile dire che un corpo si è spostato o meno se siamo certi che
qualcosa non si muove. Questo qualcosa ha un nome e si chiama
sistema di riferimento (fig. 2)
Il nostro sistema di riferimento privilegiato è il reticolato geografico
ed è solo rispetto al reticolato geografico che possiamo dire se un
corpo fermo o in moto perciò mi sposto solo se la mia posizione
cambia rispetto reticolato geografico
1.3.1 il moto assoluto non esiste
Il moto assoluto non esiste perché
1. La Terra ruota e noi con essa
2. Orbita intorno al Sole
3. Il Sole orbita intorno al centro della Galassia
4. La Galassia si muove all’interno del Gruppo Locale
5. L’universo si espande
Cioè niente è fermo
1.4 le definizioni di moto e quiete
Un corpo è in quiete se rispetto ad un sistema di riferimento
considerato fisso la sua posizione non cambia al variare del tempo
Un corpo è in moto se la sua posizione rispetto ad un sistema di Fig. 3
riferimento considerato fisso varia al variare del tempo
1.5 Gli elementi del moto
Quali elementi dobbiamo prendere in considerazione quando
parliamo di moto? Facciamo un es. parto da Latina Scalo e arrivo a
Foce Verde (fig. 3). Cosa debbo prendere in considerazione?
Avevamo molte possibilità per arrivare a Foce Verde ma ne abbiamo
scelta una, questo è il percorso del moto.
Di questo percorso noi possiamo trovare quando è stato lungo cioè la
lunghezza del moto.
Possiamo indicare quanto tempo abbiamo impiegato cioè la durata
Fig. 4
del moto.
1.5.1 La traiettoria
Quando un corpo si muove la sua posizione cambia punto dopo
punto, se uniamo tutti questi punti otteniamo una linea che
chiamiamo traiettoria (fig. 4). Questa line si chiama traiettoria,
Fig. 5
lo spazio percorso è la lunghezza della traiettoria e il tempo del
moto il tempo impiegato per percorrere la traiettoria (Fig. 5).
1.5.1.1 Tipi di traiettoria
Fig. 6
Abbiamo diveri tipi di traiettoria: rettilinea (fig.6), curvilinea (fig. 7.)
ellittica, circolare parabolica (fig. 8)
Fig. 7
1.6 Unità di misura del tempo
Il tempo si misura in secondi.
I multipli sono i minuti, ore, giorni anni i sottomultipli decimi e
centesimi di secondo
1,7 Unità di misura dello spazio
Fig.8
Lo spazio si misura in metri
1.8 Traiettoria e spostamento
Se vado da Sermoneta a Bassiano passando per la salita
dell’Ammazzacane la traiettoria è quella rappresentata dalla linea
viola (8,8 km) (fig. 9)
Lo spostamento effettivo è la linea che unisce il punto di partenza
(inizio della traiettoria) e il punto di arrivo (fine della traiettoria)
Fig. 9
3,85 km
1.9.1 Grandezze scalari
Si definiscono scalari le grandezze come la temperatura e il tempo
1.9.2 I vettori
I vettori sono dei segmenti con una punta; maggiore è il valore da
rappresentare più lunga è la freccia, la punta indica il verso del
vettore a l’inizio del vettore il punto in cui viene applicato (fig. 10)
1.9.3 Grandezze vettoriali
Una grandezza si dice vettoriale se necessita di:
Fig. 10
1. un valore numerico
2. direzione
3. verso
4. punto di applicazione
1.10 La velocità
Osserviamo la figura 11, in essa abbiamo un bambino che cammina.
Fig. 11
s m
v 
In alto è indicata la velocità. La velocità è data dallo spazio percorso
t sec
In alto abbiamo i tempi e in basso il corrispondente spazio percorso.
diviso il tempo
1.10.1 Gli scienziati e noi
Gli scienziati misurano la velocità in metri al secondo (fig. 12)
Fig. 12
s Km
v 
t
h
Fig. 13
Noi misuriamo la velocità si esprime in Km all’ora (fig. 13)
1.11 Il moto rettilineo uniforme
Fig. 14
Un corpo si muove di moto rettilineo uniforme se velocità, direzione
e verso non cambiano al variare del tempo (fig. 14)
1.11.1 Legge oraria del moto rettilineo uniforme
Noi possiamo facilmente calcolare lo spazio percorso con la formula
Fig. 15
4
Questa formula è la legge oraria del moto rettilineo uniforme.
12 Il moto vario
Consideriamo la figura 16, possiamo facilmente immaginare che il
Fig. 16
V = 20 m/s
rettilineo la velocità sarà maggiore che in curva dove il moto, inoltre il
veicolo cambia anche di direzione.
V = 20 m/s
Un tale tipo di moto si dice vario e si definisce nella seguente
V = 200 m/s
maniera: il moto di un corpo si dice vario se la sua velocità e la
V = 220 m/s
V = 210 m/s
direzione cambiano nel tempo (fig. 17)
12.1 Velocità media
Definiamo velocità media il rapporto fra la spazio percorso e il
tempo impiegato a percorrerlo
Con la velocità media quindi noi prendiamo in considerazione lo
spazio percorso in un certo intervallo di tempo senza curarci di ciò
che è effettivamente avvenuto (sono partito da Latina, sono arrivato
a Roma, ho percorso 70 km in un ora e la velocita media è di 70 km/h,
Fig. 17
potrei essermi fermato in un bar a prendere un caffè ma la velocità
media non me lo dice)
12.2 La velocità istantanea
Si definisce velocità istantanea la velocità che noi leggiamo sul
contachilometri.
12.3 Leggi orarie del moto vario
La formula precedente prende il nome di legge oraria del moto vario
13 L’accelerazione
Noi siamo abituati a parlare di accelerazione ogni volta che ci
troviamo difronte ad un aumento di velocità mentre parliamo di
decelerazione ogni volta che c’è una diminuzione di velocità. In fisica
si parla sempre di accelerazione positiva se la velocità aumenta,
negativa se diminuisce.
Si dice accelerazione il rapporto fra la variazione di velocità e il
tempo in cui questa variazione è avvenuta
Misuriamo l’accelerazione in metri al secondo per ogni secondo
14 Moto rettilineo uniformemente accelerato
Si definisce moto rettilineo uniformemente accelerato il moto di un
corpo che si muove con accelerazione è costante cioè la velocità
aumenta costantemente nel tempo con ritmo costante.
La formula della velocità è:
E la legge oraria sarà data da
14.1 la caduta dei gravi
Guardiamo la figura 21 e proviamo a descrivere cosa è successo.
Il moto di un corpo verso il basso sotto l’effetto della gravità è un
moto uniformemente accelerato.
La gravità fa si che tutti i corpi precipitino verso il basso con la stessa
accelerazione g
La legge della velocità sarà
Ed infine la legge oraria sarà