Moto

Movimento traslazionale

Il moto traslazionale è il moto con cui un corpo si sposta da un punto all’altro dello spazio. Un esempio di moto traslazionale è il moto di un proiettile sparato da una pistola.

Un oggetto ha un moto rettilineo quando si muove lungo una linea retta. In qualsiasi momento, t, l’oggetto occupa una posizione lungo la linea come mostrato nella figura seguente. La distanza x, con segno appropriato, definisce la posizione dell’oggetto.Quando la posizione dell’oggetto in un particolare momento è nota, il moto della particella sarà noto, e generalmente è espresso sotto forma di un’equazione che mette in relazione la distanza x, al tempo t, per esempiolex = 6t – 4, o un grafico.

Il moto in due o tre dimensioni è più complicato. In due dimensioni, dobbiamo specificare due coordinate per fissare la posizione di qualsiasi oggetto. La figura seguente mostra un semplice esempio di moto del proiettile: una palla che rotola da un tavolo. Definiamo la direzione orizzontale come asse x e la direzione verticale come asse y. Consideriamo una palla che inizialmente rotola su un tavolo piatto con una velocità iniziale di 10 m/s.

Quando la palla è sul tavolo osserviamo che la componente x iniziale della velocità (v0x) è 10 m/s (costante), la componente y iniziale della velocità è 0 m/s, la componente x dell’accelerazione è 0 m/s2 e la componente y dell’accelerazione è 0 m/s2. Le componenti dell’accelerazione e della velocità sono quelle parti della velocità o dell’accelerazione che puntano nella direzione x o y. Osserviamo cosa succede nell’istante in cui la palla lascia il tavolo.

La velocità iniziale in direzione y è ancora zero e la velocità iniziale in direzione x rimane 10 m/s. Tuttavia, la pallina non è più in contatto con il tavolo e cade liberamente. L’accelerazione gravitazionale della palla è verso il basso. In questo caso, i movimenti nelle direzioni orizzontale e verticale devono essere analizzati indipendentemente. Orizzontalmente, non c’è accelerazione in direzione orizzontale, quindi la componente x della velocità è costante

In direzione verticale c’è un’accelerazione uguale all’accelerazione di gravità. Pertanto, la velocità in direzione verticale cambia come segue

Movimento rotazionale

Il moto rotazionale si occupa solo dei corpi rigidi. Un corpo rigido è un oggetto che mantiene la sua forma complessiva, il che significa che le particelle che compongono il corpo rigido rimangono nella stessa posizione l’una rispetto all’altra. Una ruota e il rotore di un motore sono esempi comuni di corpi rigidi che appaiono comunemente nelle domande che riguardano il moto rotatorio.

Movimento circolare

Il moto circolare è un tipo comune di moto rotatorio. Come per il moto del proiettile, possiamo analizzare la cinematica e imparare qualcosa sulle relazioni tra posizione, velocità e accelerazione. La prima legge di Newton afferma che un oggetto in movimento rimane in movimento a velocità costante a meno che non sia agito da una forza esterna. Se la forza viene applicata perpendicolarmente alla direzione del moto, cambia solo la direzione della velocità. Se una forza agisce costantemente perpendicolarmente a un oggetto in movimento, l’oggetto si muoverà in un percorso circolare a velocità costante. Questo è chiamato moto circolare uniforme.

Il moto circolare di un corpo rigido si verifica quando ogni punto del corpo si muove in un percorso circolare intorno a una linea chiamata asse di rotazione, che taglia il centro di massa come mostrato nella figura seguente.

Movimento traslazionale rispetto a quello rotazionale

C’è una forte analogia tra il moto rotatorio e il moto traslazionale standard. Infatti, ogni concetto fisico usato per analizzare il moto rotazionale ha il suo concomitante traslazionale.

Movimento traslazionale		Movimento rotazionale
Spostamento		Spostamento angolare
Velocità		Velocità angolare
Accelerazione		Accelerazione angolare
Massa	M	Momento d’inerzia
Forza	F = Ma	Torque
Work		Work
Potenza		Potenza
energia cinetica		energia cinetica