moto

MODULO 5
Lo studio del moto
Il moto
L’obiettivo del modulo è descrivere il movimento
dei corpi attraverso le grandezze che lo
governano: tempo, posizione e spostamento,
velocità ed accelerazione.
La parte della fisica che studia il moto dei corpi,
indipendentemente dalle cause che lo determinano si
chiama cinematica.
Il tempo
Definizione tradizionale: l’unità di misura del tempo è
il secondo, corrispondente alla 86 400-esima parte del
giorno solare medio
La posizione e il sistema di riferimento
•Studiare il moto di un corpo significa stabilire
come varia la sua posizione rispetto a un sistema
di riferimento.
-
Il numero di coordinate necessarie varia in base al moto studiato
La posizione e il sistema di riferimento
Se il corpo si muove su una retta, il moto è rettilineo o a una dimensione.
Per stabilire la posizione A in un determinato istante dobbiamo:
•
stabilire un verso di percorrenza sulla retta
•
fissare l’origine O
•
misurare la distanza del punto A dall’origine (detta coordinata del corpo)
La posizione e il sistema di riferimento
Se il corpo si muove su una superficie, il moto è piano o a due dimensioni.
Per stabilire la posizione in un determinato istante dobbiamo individuare due coordinate,
misurate in un sistema di riferimento cartesiano.
Se il corpo si muove in un volume, il suo moto è a tre dimensioni.
Per stabilire la posizione dobbiamo individuare tre coordinate, misurate in un sistema di
riferimento cartesiano a tre dimensioni, in cui la terza dimensione è detta quota.
Traiettoria e spostamento
Un corpo è in movimento quando la sua posizione rispetto a un determinato
sistema di riferimento varia con il passare del tempo.
La traiettoria di un corpo è la linea che unisce le posizioni
occupate dal corpo durante il suo movimento.
• Se la traiettoria è una retta, il punto compie un moto
rettilineo.
• Se la traiettoria è una circonferenza, il punto compie un
moto circolare.
•Se la traiettoria non ha una forma geometrica ben determinata,
il moto si dice curvilineo.
Traiettoria e spostamento
Un corpo è in movimento quando la sua posizione rispetto a un determinato
sistema di riferimento varia con il passare del tempo.
Lo spostamento di un corpo indica la distanza percorsa dal corpo in un dato
intervallo di tempo.
: intervallo di tempo tra gli istanti t1 e t2
: spazio percorso spostandosi tra le posizioni s1 e s2
Velocità media e istantanea
Velocità media vm: rapporto tra lo spazio percorso (spostamento)
e l’intervallo di tempo impiegato a percorrerlo.
Velocità istantanea v: velocità posseduta da un corpo in un
determinato istante.
Velocità
Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della velocità è il
metro al secondo (m/s)
Una velocità espressa in km/h può
essere convertita in m/s dividendone il
valore per 3,6
Una velocità espressa in m/s può essere
convertita in km/h moltiplicandone il
valore per 3,6
20 m/s = 20 : 1000 ∙ 3600 = 72 km/h
20 ∙ 3,6 = 72
Applicazioni
Un ragazzo cammina alla velocità media di 6 km/h.
• Quanto tempo impiega a percorrere 400 m?
vm = 6 km/h = 1,7 m/s
Ds
Dt 
= 235 s
vm
• Quanto spazio percorre in 20 minuti?
Dt = 20 min = 1200 s
Ds = Dt∙ vm = 2040 m
Il moto uniforme
Quando un corpo si muove a velocità costante il moto si
dice uniforme
-
Un punto che si muove con una velocità costante di 20 m/s percorre una
distanza di 20 m durante ogni intervallo di durata 1 s
Le distanze percorse e gli intervalli di tempo sono direttamente
proporzionali e la velocità media è la costante di proporzionalità
La velocità media in un intervallo di tempo qualunque coincide
con la velocità istantanea.
Il moto uniforme
•La legge oraria di un moto è la relazione che lega lo spazio percorso s e il
tempo t.
-
Conoscendo la legge oraria è possibile calcolare lo spazio (la posizione) s
in corrispondenza di qualunque valore del tempo t.
•La legge oraria del moto rettilineo uniforme è:
Accelerazione
Accelerazione media am: rapporto tra la variazione di velocità
e l’intervallo di tempo in cui avviene la variazione.
Accelerazione
•Nel Sistema Internazionale l’unità di misura dell’accelerazione è
il metro al secondo quadrato (m/s2)
•Accelerazione positiva: il moto è accelerato.
•Accelerazione negativa: il moto è decelerato.
•Accelerazione nulla: il moto è uniforme.
Il moto uniformemente accelerato
Quando un corpo si muove con accelerazione costante il
moto si dice uniformemente accelerato
•Accelerazione costante: a = 0,5 m/s2.
All’istante t = 0, l’auto parte da
ferma (v = 0).
Velocità v e tempo t sono direttamente proporzionali
Il moto uniformemente accelerato
La legge della velocità del moto è la relazione che lega la velocità v e il tempo
t. Nel caso del moto uniformemente accelerato con velocità iniziale nulla (v =
0 per t = 0) è:
La legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato con velocità
iniziale nulla è: