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Introduzione alla meccanica: la velocità

Definizione:
La velocità è lo spazio percorso in un intervallo di tempo e per questo si calcola con la seguente formula:
[math]v = \frac{s_f-s_i}{t_f-t_i} = \frac{\Delta s}{\Delta t}[/math]

dove:

[math]v[/math]
= velocità
[math]s_f[/math]
= spazio finale
[math]s_i[/math]
= spazio iniziale
[math]t_f[/math]
= tempo finale
[math]t_i[/math]
= tempo iniziale
[math]\Delta s[/math]
= variazione di spazio
[math]\Delta t[/math]
= variazione di tempo

Nelle condizioni in cui lo spazio e il tempo iniziale sono nulle, la formula della velocità si semplifica alla seguente:

[math]v = \frac{s}{t}.[/math]

Dalla seguente formula, è possibile ricavare le formule inverse:

[math]s = v t\qquad \qquad \qquad t = \frac{s}{v}[/math]

Caratteristiche:
La velocità è una grandezza fisica, derivata e vettoriale.
È fisica perché è facilmente misurabile; è derivata perché non rientra nelle 7 grandezze fondamentali del Sistema internazionale e deriva infatti dalla lunghezza e dall’intervallo di tempo che sono due grandezze fondamentali; è vettoriale perché è rappresentata dal vettore ed è dunque individuata dai seguenti elementi che rappresentano un vettore:
- fulcro o punto di applicazione;
- modulo o intensità (calcolato con la formula della velocità);
- direzione;
- verso.
Essendo una grandezza vettoriale, la velocità media non è la media delle velocità. La velocità media è data dal rapporto tra lo spazio totale e il tempo totale impiegato.

Unità di misura:
L’unità di misura della velocità nel sistema internazionale è m/s. Tuttavia è possibile che la velocità sia espressa in km/h (che sono rispettivamente dei multipli del metro e del secondo).
Nel sistema CGS (centimetri-grammi-secondi), la velocità si misura in cm/s.

Per convertire da m/s a km/h si moltiplica per 3,6.
Per convertire da km/h a m/s si divide per 3,6.

Il numero 3,6 deriva dalle seguenti conversioni:
1 h = 60 min

Poiché 1 min = 60 s allora 60 min = 3600 s
Quindi 1 h = 60 min = 3600 s
[math]\Rightarrow[/math]
1 h = 3600 s
(proprietà transitiva dell’uguaglianza)

1 km = 1000 m
1 km/h = 1000 m/ 3600 s = 0,28 m/s

[math]\Rightarrow[/math]
1 km/h = 0,28 m/s

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