Cinematica

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La cinematica è un ramo della fisica che si occupa dello studio del moto dei corpi.

Le grandezze coinvolte nella cinematica sono: la posizione, la velocità, l'accelerazione e il tempo.

Vi sono diversi tipi di moto:

Uniforme

Uniformemente accelerato

Vario

Il moto è uniforme se ha una velocità costante, il moto è uniformemente accelerato se il corpo mantiene un’accelerazione costante nel tempo e infine è vario quando accelerazione e velocità sono variabili a seconda della distanza.

A seconda del tipo di traiettoria i moti possono essere:

Rettilineo

Circolare

Parabolico

Per traiettoria si intende la linea descritta nello spazio da un punto o da un corpo in movimento: Il moto è rettilineo se la traiettoria è in linea retta, il moto è circolare se la traiettoria è una circonferenza, il moto è parabolico se la traiettoria descritta è una parabola.

Moto rettilineo uniforme[modifica | modifica wikitesto]

Il corpo si muove su una retta e la velocità rimane costante nel tempo

Cosa vuol dire MRU?[modifica | modifica wikitesto]

Un corpo si muove di MRU quando percorre spazi uguali in tempi uguali e la somma delle forze che agiscono sul corpo è uguale a zero

La velocità si trova tramite il rapporto tra spazio e tempo. Se, ad esempio, una macchina percorre 30 km in 1 Ora, la velocità sarà data da 30km / 1 h

Quindi la formula per trovare la velocità è: velocità = spazio / tempo

Le formule inverse sono: spazio= velocità • tempo , il tempo = spazio / velocità

Generalmente nelle formule si utilizzano Δs e Δt (Δ= delta) ovvero (spazio finale – spazio iniziale) e (tempo finale – tempo iniziale).

Il grafico tra spazio e tempo darà origine a una retta passante per l’origine.

Il grafico velocità – tempo darà origine ad una retta orizzontale che parte dal valore della velocità. In questo grafico, per trovare lo spazio, si può calcolare l’area del rettangolo sottostante alla retta della velocità.

Il primo grafico rappresenta la relazione tra lo sapzio e il tempo nel mru, il secondo rappresenta la relazione tra velocità e tempo, sempre nel mru

Moto uniformemente accelerato[modifica | modifica wikitesto]

La velocità media di un corpo che compie uno spostamento Δs in un intervallo di tempo Δt è la velocità costante che il corpo dovrebbe mantenere per compiere lo stesso spostamento nello stesso intervallo di tempo. Un corpo si muove con moto rettilineo uniformemente accelerato quando si sposta lungo una retta con accelerazione costante. In un moto rettilineo uniformemente accelerato l’accelerazione non cambia col passare del tempo. Comunque si scelga un intervallo Δt, l’accelerazione media a  del corpo è sempre la stessa

Velocità istantanea[modifica | modifica wikitesto]

La velocità media dipende però dall'intervallo di tempo considerato.

Se noi consideriamo la velocità di un determinato istante, allora parliamo di velocità istantanea, ovvero della velocità del corpo in un determinato istante.

Dopo aver chiarito questi punti, possiamo finalmente parlare di accelerazione.

Accelerazione[modifica | modifica wikitesto]

Prendiamo in esame la seguente tabella:

velocità (m/s)
2 4 6 8 10
tempo (s)
0 4 8 12 16

In questa tabella, la velocità non è mai rimasta costante.

Qui si parla di accelerazione media che è il rapporto tra la variazione di velocità e l’intervallo di tempo.

L’accelerazione ha un’unità di misura nel Sistema Internazionale e corrisponde a m/s².

Ogni volta che la velocità varia si ha una accelerazione diversa.

Ciò vuol dire che se il corpo ha un accelerazione di 10 m/s², la velocità del corpo aumenterà di 10 m/s ogni secondo.

La formula per trovare l’accelerazione è a=Δvelocità/Δtempo.

Decelerazione[modifica | modifica wikitesto]

Facciamo ora un esempio di moto di decelerazione.

Ad esempio se una macchina rallenta costantemente, la sua velocità diminuisce costantemente. Quindi poiché il corpo rallenta, l’accelerazione avrà segno negativo.

Esempio[modifica | modifica wikitesto]

Se una macchina viaggia alla velocità di 10 m/s (V0) e improvvisamente ferma il mezzo in 10 secondi, quale decelerazione ha subito il mezzo?

Per risolvere questo problema è sufficiente utilizzare la formula dell’accelerazione, ricordando però che si tratta di una decelerazione, poichè la velocità diminuisce.

Quindi a=Δvelocità/Δtempo= (Vfinale-Viniziale)/tempo=(0-10) /10 m/s²= -1 m/s².

Il grafico rappresenta la relazione tra velocità e tempo nel moto rettilineo uniformemente accelerato

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]