Mappe concettuali per orale Fisica I

1. Perché l'accelerazione in un moto circolare uniforme è centripeta

3. Terzo principio della dinamica

Moti relativi

È l’ultimo problema che riguarda la cinematica. La domanda a cui si deve rispondere per questo argomento è: esiste una relazione analitica che collega le caratteristiche cinematiche di un sistema di riferimento a quelle di un altro (diverso)? Partiamo da una situazione monodimensionale.

Questi sono due sistemi di riferimento in moto, l’uno rispetto all’altro, per esempio:

• Ne abbiamo uno rosso (x, y), solidale con lo spazio in cui ci troviamo in questo momento. È sistema fisso.
• Ne abbiamo uno verde (x’, y’), che si muove rispetto a quello rosso ed è solidale al vagone. Quando il vagone si muove di velocità v, di conseguenza, si muove anche il sistema di riferimento verde, con la stessa velocità v. Per il momento, v, la supporremo costante in modulo, direzione e verso. È sistema mobile.

I concetti di “fisso” e “mobile”, comunque, sono concetti relativi, in quanto non sono concetti validi in assoluto.

V(t) si può dire che il sistema verde si muove, rispetto al sistema rosso, di M ( )

Moto di puro trascinamento o traslazione

Ora facciamo muovere P(t) lungo l’asse x’.

Ora generalizziamo in una situazione bidimensionale.

Un sistema di riferimento, però, può muoversi, rispetto ad un altro, anche di moti diversi da quello per trascinamento e possono essere anche particolarmente complicati.

Moto di rotazione

V(t) è una velocità di trascinamento che, a differenza del caso precedente (che era = per tutti i punti), dipende dalla distanza di P(t) dall’asse di rotazione (r): più P(t) è distante dall’asse di rotazione, maggiore è la sua velocità di trascinamento. Se P(t) coincidesse con O, V(t) = 0.

Analizzando il fenomeno (e quindi facendo muovere P(t)) si trovano (più o meno) le stesse relazioni di prima:

I moti più complessi si possono, comunque, spezzare in un moto di traslazione + in un moto rotazione.

L 6 - 10/03/2020 ( )

Lezione telematica

Esercizio di cinematica

5. Cosa succede se lascio scorrere un corpo su un piano inclinato senza attrito

6. Forze apparenti

Sono forze apparenti che si osservano solo in sistemi di riferimento non inerziale, ovvero per i quali non vale la prima legge di Newton. Sono i sistemi che:

• Accelerano linearmente, ad esempio, un’auto che accelera e frena.
• Ruotano, ad esempio la Terra.

Sono forse non reali, ovvero che non derivano da interazioni tra oggetti, ma sono introdotte per far sì che siano valide le leggi nutrie anche in sistemi non inerziali.

Ad esempio:

Forza di inerzia

Se un sistema di riferimento si muove con accelerazione a, un osservatore in cui il sistema vede tutti i corpi soggetti a una forza apparente opposta all’accelerazione del sistema F = -ma (se un’auto frena bruscamente, il passeggero viene spinto in avanti).

Forza centrifuga

Si verifica in un sistema che ruota con velocità angolare ω. Un corpo fermo rispetto al sistema rotante sembra essere spinto verso l’esterno con una forza data da: Fc = mω²r (ad esempio la giostra che gira chi si trova sulla giostra tenderà ad essere spinto verso l’esterno).

Forza di Coriolis

Si manifesta quando un oggetto si muove all’interno di un sistema