Questa lezione di fisica è dedicata al moto rettilineo uniforme.
Nella scorsa lezione, dedicata al moto rettilineo, abbiamo infatti detto che il moto rettilineo può essere di tre tipi:
1) Uniforme;
2) Vario;
3) Uniformemente accelerato o decelerato.
DEFINIZIONE DI MOTO RETTILINEO UNIFORME:
Il moto rettilineo uniforme è il più semplice tra i moti rettilinei.
Un punto materiale è in moto uniforme quando la sua velocità è costante, cioè non muta nel tempo.
PREMESSE GENERALI DEL MOTO RETTILINEO UNIFORME:
Se tracciamo un sistema di riferimento cartesiano ortogonale che mostri l’andamento della velocità del punto materiale nel tempo, otterremo dunque una linea orizzontale.
DEFINIZIONE/FORMULA DELLA VELOCITÀ:
La velocità ha la seguente definizione e formula: è data dal rapporto tra lo spazio percorso (dato dalla differenza tra lo spazio finale e lo spazio iniziale) e il tempo impiegato per percorrerlo (dato dalla differenza tra il tempo finale e il tempo iniziale). Cioè:
Come si vede, maggiore è lo spazio percorso, maggiore è la velocità con cui il corpo si muove. Maggiore è il tempo trascorso, minore è la velocità con cui il corpo si muove.
Se il corpo parte dall’istante iniziale t=0, senza aver percorso spazio, la formula della velocità risulta notevolmente semplificata:
E poiché lo spazio si misura in metri nel sistema internazionale, mentre il tempo in secondi, l’unità di misura della velocità è metri/secondi (m/s).
Se questa è la definizione della velocità, ed essa è costante, questo fatto ci permette di arricchire la definizione di moto rettilineo uniforme: un corpo si muove di moto rettilineo uniforme se percorre spazi uguali in tempi uguali.
FORMULE INVERSE PER RICAVARE SPAZIO E TEMPO:
Dalla formule della velocità deriva una formula inversa, che permette di calcolare lo spazio percorso noti velocità e tempo:
DIAGRAMMA DELLA LEGGE ORARIA DEL MOTO RETTILINEO UNIFORME:
Se tracciamo un sistema di riferimento cartesiano ortogonale che mostri l’andamento dello spazio percorso dal punto materiale nel tempo (cioè quella che viene chiamata “legge oraria”), otterremo dunque una retta che ha origine nell’origine del sistema di riferimento e va verso l’alto.
Da questo diagramma è ricavabile la velocità del corpo, come visibile nell’esempio riportato qui nella dispensa. Velocità che, essendo un moto uniforme, risulta essere sempre la stessa.
Più tale retta risulta vicina all’asse verticale (e quindi maggiore è la sua pendenza), più il corpo risulta essere veloce, in quanto percorre spazi maggiori in tempi minori.
CONSIDERAZIONI SULL’ACCELERAZIONE:
Per descrivere il moto di un punto materiale esiste un’ultima grandezza, chiamata accelerazione.
L’accelerazione ha la seguente definizione e formula: è data dal rapporto tra la variazione di velocità (data dalla differenza tra la velocità finale e la velocità iniziale) e il tempo trascorso (dato dalla differenza tra il tempo finale e il tempo iniziale). Cioè:
E poiché la velocità si misura in metri/secondi nel sistema internazionale, mentre il tempo in secondi, l’unità di misura della velocità è metri/secondi al quadrato (m/s2).
In questo particolare caso non avviene variazione di velocità (in quanto la velocità è costante), quindi l’accelerazione è pari a zero.