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La meccanica

Il moto rettilineo uniforme

Il più semplice tipo di movimento di un corpo è costituito dal moto rettilineo, dove la sua traiettoria si riduce a una retta e la legge oraria può essere espressa tramite la variazione nel tempo di una sola delle tre coordinate (solitamente la x). In ciascun istante, la posizione del punto P può così essere rappresentata da un vettore spostamento avente:

  • direzione coincidente con la retta traiettoria del moto;
  • verso nel senso del movimento di P;
  • intensità, o modulo, pari alla distanza di P stesso dall'origine del sistema di riferimento.

La velocità

Consideriamo le due posizioni x1 e x2 di un medesimo punto P in due successivi istanti di tempo t1 e t2; ciò significa che, nell'intervallo di tempo t2t1, si definisce velocità media (vm) di P una grandezza che esprime il rapporto tra lo spazio percorso x2x1 e il tempo impiegato per percorrerlo t2t1:

In fisica, la variazione di una grandezza (come lo spazio x o il tempo t) viene preferibilmente indicata tramite la lettera greca maiuscola Δ (delta), che rappresenta un incremento; le differenze x2x1 o t2t1 possono venire quindi espresse dalle notazioni Δx e Δt; la definizione di velocità media assume allora la forma:

dove il rapporto Δx/Δt è detto rapporto incrementale.

Se consideriamo vari istanti successivi t1, t2, t3, t4 ecc. per ogni intervallo di tempo considerato, questo rapporto risulta essere costante: si dice che il punto P si muove di moto rettilineo uniforme, cioè percorre spazi uguali in intervalli di tempo uguali, con velocità data dal vettore v, avente direzione lungo la traiettoria, verso nel senso del moto e intensità:

Più in generale, nel caso di un moto rettilineo uniforme è possibile esprimere la velocità come rapporto costante tra spazio percorso s e tempo impiegato t tramite la semplice relazione:

da cui si ricava la legge oraria del moto rettilineo uniforme:

Nel caso in cui, all'istante iniziale t = 0, il corpo in movimento si trovi in una posizione iniziale s0 diversa dall'origine (O) del sistema di riferimento, la legge oraria del moto rettilineo uniforme assume la forma più generale:

Questa legge oraria, rappresentata graficamente in un piano cartesiano avente in ascissa il tempo t e in ordinata lo spazio s, corrisponde a una retta (v. fig. 3.2), che interseca l'asse (s) delle ordinate nel punto di coordinate (O, s0).

La velocità ha le dimensioni di uno spazio diviso un tempo. Nel Sistema Internazionale, l'unità di misura della velocità è quella di un corpo che percorre 1 metro (m) di spazio in 1 secondo (s) di tempo; tale unità viene indicata con il simbolo m/s, che si legge "metro al secondo". Una seconda unità di misura per la velocità, di uso comune, è il chilometro all'ora (km/h), dove 1 km/h = 0,278 m/s. Di conseguenza 1m/s = 3,6 km/h.

Media

Figura 3.2

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