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La meccanica

Punto materiale e corpo rigido

Le leggi della dinamica sono basate sul presupposto che la dimensione dei corpi in moto sia trascurabile rispetto al loro spostamento. Questo significa che la velocità di un corpo, la sua accelerazione e la sua massa sono considerate come se appartenessero a un corpo puntiforme. La Terra può essere considerata puntiforme rispetto al suo moto di rivoluzione attorno al Sole, e lo stesso si può dire di un corpo in caduta libera, se si studia il moto del corpo nel suo insieme (e non il moto delle sue varie parti). Quando un corpo viene trattato sotto questo punto di vista si parla di punto materiale.

Nella maggior parte dei casi, però, è necessario prendere in considerazione anche la dimensione dei corpi in moto. Si consideri, per esempio, una ruota che gira attorno al suo asse (asse di rotazione): non tutti i punti della ruota hanno la stessa velocità di rotazione, ma quest'ultima aumenta man mano che ci si allontana dal centro della ruota (che è addirittura fermo). Quando non si può prescindere dalle dimensioni del corpo, si parla di corpo esteso. Un caso particolare di corpo esteso è rappresentato dal corpo rigido, nel quale cioè le deformazioni che avvengono a seguito delle forze a cui è sottoposto si possono considerare trascurabili o, in altre parole, nel quale la distanza tra due punti qualsiasi rimane costante.

Nello studio del moto dei corpi rigidi è necessario determinare un punto nel quale poter supporre concentrata tutta la sua massa, detto centro di massa del corpo; inoltre, in relazione al movimento, occorre distinguere fra moti traslatori e moti rotatori. Nel moto traslatorio tutti i punti del corpo hanno la stessa velocità e le leggi della dinamica possono essere riformulate considerando il corpo concentrato nel suo centro di massa. Nel moto rotatorio, invece, i punti del corpo hanno velocità differenti a seconda della distanza dall'asse di rotazione. Un esempio di moto traslatorio è quello di un corpo che viaggia in linea retta o curva, o di un sasso che cade sottoposto alla legge di gravità. Un esempio di moto rotatorio è quello, prima fatto, della ruota che gira attorno al proprio asse. Esiste poi un moto, detto moto rototraslatorio, che è dato dalla combinazione di quello traslatorio e di quello rotatorio, come per esempio il moto della ruota di un'automobile, che ruota attorno al proprio asse e contemporaneamente viaggia lungo la strada.

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