Questa lezione di fisica è dedicata al moto rettilineo vario.
Nella lezione dedicata al moto rettilineo abbiamo infatti detto che il esso può essere di tre tipi:
1) Uniforme;
2) Vari;
3) Uniformemente accelerato o decelerato.
DEFINIZIONE DI MOTO RETTILINEO VARIO:
Nel moto rettilineo vario, un corpo percorre spazi uguali in tempi diversi. Più semplicemente, nel moto vario la velocità del corpo non è più costante. Bensì varia nel tempo.
DIAGRAMMA SPAZIO-TEMPO E VELOCITÀ TEMPO NEL MOTO RETTILINEO VARIO:
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 non più un’unica linea retta (come accadeva nel moto uniforme), ma una linea spezzata dai tratti più o meno estesi, a seconda della variabilità della velocità.
Da questa spezzata è possibile ricavare, tratto per tratto, il valore della velocità mantenuta lungo i vari tratti (supponendo che in ciascun tratto la velocità si sia mantenuta costante). Se così è stato, per calcolare la velocità mantenuta lungo i vari tratti della spezzata, basterà utilizzare la formula che permette di calcolare la velocità nel moto uniforme:
Da questo si evince che anche il diagramma che mostra l’andamento della velocità nel tempo sarà costituito da una linea spezzata, i cui tratti sono però costituiti non da linee inclinate ma linee orizzontali (in quanto la velocità si è mantenuta costante nei vari tratti).
VELOCITÀ MEDIA E VELOCITÀ ISTANTANEA NEL MOTO RETTILINEO VARIO:
Supponiamo ora di voler calcolare il valore della velocità durante l’interno corso del moto.
Non potendo calcolare l’esatta velocità durante tutto il moto, in quanto variabile, possiamo ricorrere al calcolo di una velocità media, la cui definizione è:
Il valore ottenuto è appunto un valore medio, cioè più basso delle massime velocità raggiunte e più alto delle minime velocità raggiunte. Valore che si può (con approssimazione) ritenere costante durante tutto il percorso, trasformando così il moto vario in un moto rettilineo uniforme.
Al moto rettilineo vario è legato anche il concetto di velocità istantanea.
Abbiamo visto che nel moto rettilineo vario è spesso possibile calcolare una velocità “intervallo per intervallo”. Se questo intervallo temporale è così piccolo da essere infinitesimale (un “istante”, appunto), si parla di velocità istantanea.
La sua formula è la seguente:
ACCELERAZIONE MEDIA E ACCELERAZIONE ISTANTANEA:
Anche l’accelerazione, in questo tipo di moto, è variabile.
La sua formula è quella che è stata introdotta nella precedente lezione:
Quando il suo valore è negativo, vuol dire che il corpo ha rallentato la sua velocità anziché averla aumentata. Quindi le accelerazioni negative sono quelle che riguardano i tratti i frenata.
Nel moto vario l’accelerazione è sempre presente, altrimenti non si spiega il variare della velocità in ciascuno dei suo tratti (piccoli o grandi che siano).
Non potendo calcolare l’esatta accelerazione durante tutto il moto, in quanto variabile, possiamo ricorrere al calcolo di una accelerazione media, la cui definizione è:
Il valore ottenuto è appunto un valore medio, cioè più basso delle massime accelerazioni raggiunte e più alto delle minime accelerazioni raggiunte. Valore che si può (con approssimazione) ritenere costante durante tutto il percorso.
Al moto rettilineo vario è legato anche il concetto di accelerazione istantanea.
La sua formula è la seguente:
