Concetti Chiave
- La cinematica studia il movimento dei corpi senza considerare le forze, concentrandosi su concetti basilari come il punto materiale e la traiettoria.
- Il moto rettilineo uniforme si caratterizza per una traiettoria lineare e una velocità costante nel tempo, senza variazioni di accelerazione.
- La legge oraria del moto rettilineo uniforme, s = s_0 + v(t_1 - t_0), permette di calcolare la posizione di un corpo in un dato istante.
- Le formule inverse, t = (s-s_0)/v e v = (s-s_0)/t, consentono di determinare tempo e velocità media partendo dalla posizione.
- Gli esempi pratici offrono una comprensione applicata del moto rettilineo uniforme, illustrando come risolvere problemi di fisica.
La cinematica è la parte della fisica che descrive il moto dei corpi senza fare riferimento alle forze. Prima di spiegare il moto rettilineo uniforme bisogna partire dai concetti e le leggi basilari. Quando risolviamo dei problemi o degli esercizi riguardanti il moto rettilineo uniforme dobbiamo tenere presente che i corpi dei nostri esercizi sono dei punti materiali, ovvero dei corpi le cui dimensioni sono trascurabili rispetto all’ambiente circostante.
La traiettoria invece è l’insieme dei punti attraverso i quali passa un punto materiale durante il suo moto.
Indice
Il moto rettilineo uniforme
Un corpo si muove di moto rettilineo quando la sua traiettoria è lineare, ovvero un segmento di una retta. L’aggettivo uniforme significa che il corpo si muove costantemente con la stessa velocità, quindi non compie accelerazioni o decelerazioni. Un esempio di questo moto è quello dei raggi luminosi che si muovono ad una velocità costante pari a circa 300.000 km al secondo, Oltre alla luce infatti, non esiste altro corpo che è in grado di muoversi sempre ad una velocità costante, salvo approssimazioni che spesso vengono fatte nei problemi.Per descrivere il moto rettilineo uniforme si utilizza la legge oraria del moto rettilineo uniforme, che ci permette di calcolare la posizione del corpo in un determinato istante di tempo.
Legge oraria del moto rettilineo uniforme
La legge su cui si basa tutto il moto rettilineo uniforme è la legge oraria:
Spiegazione ed esempi
In questa legge
s = s_0 + v \cdot( t_1 - t_0 ) \longrightarrow s = 0 + 10 m/s \cdot ( 10 - 0 ) \longrightarrow s = 0 + 10 m/s \cdot 10 \longrightarrow s = 100 m [/math]
Il risultato ci mostra che il signore dopo 10 secondi avrà compiuto 100 metri.
Formule inverse
Dalla legge oraria possiamo anche ricavare le formule inverse che ci permettono di calcolare il tempo impiegato e la velocità media, che hanno rispettivamente formule:
Usando la prima formula basterà sottrarre il punto di partenza dal punto di arrivo e dividere il risultato per la velocità media, mentre nella seconda dovremo sempre sottrarre la posizione iniziale alla posizione finale ma questa volta dividere per il tempo impiegato.
Esercizi proposti
Ora prova a verificare se hai capito provando a risolvere questi esercizi:- In una gara automobilistica una macchina parte e, dopo aver percorso 0,2 km, mantiene una velocità media di 80 km/h per 30 minuti. Trova la distanza che l'auto ha percorso in totale utilizzando la legge oraria del moto rettilineo uniforme. (Risultato: 40.2 Km)
- Una moto corre lungo una strada con una velocità costante di 180 km/h.
Quanti metri percorrerà in 10 minuti? (Risultato: 30 Km) - Un treno, dopo aver percorso 30 km in 10 minuti, corre costantemente a 100 km/h. Lo spazio totale percorso dal treno è di 140 km. Calcola il tempo in ore in cui il treno ha viaggiato. (Risultato: 1h 16 min)
Domande da interrogazione
- Che cos'è il moto rettilineo uniforme?
- Qual è la legge oraria del moto rettilineo uniforme?
- Come si calcola la distanza percorsa in un moto rettilineo uniforme?
- Quali sono le formule inverse della legge oraria?
- Come si applica la legge oraria in un problema pratico?
Il moto rettilineo uniforme è un tipo di movimento in cui un corpo si muove lungo una traiettoria lineare con velocità costante, senza accelerazioni o decelerazioni.
La legge oraria del moto rettilineo uniforme è espressa dalla formula [math] s = s_0 + v( t_1 - t_0)[/math], dove [math]s[/math] è la posizione finale, [math]s_0[/math] la posizione iniziale, [math]v[/math] la velocità costante, e [math]t_1 - t_0[/math] il tempo trascorso.
La distanza percorsa si calcola utilizzando la legge oraria: moltiplicando la velocità costante [math]v[/math] per il tempo [math]t_1 - t_0[/math] e aggiungendo la posizione iniziale [math]s_0[/math].
Le formule inverse permettono di calcolare il tempo [math]t = \frac{s-s_0}{v}[/math] e la velocità media [math]v = \frac{s-s_0}{t}[/math], sottraendo la posizione iniziale dalla finale e dividendo rispettivamente per velocità o tempo.
Per applicare la legge oraria, si identificano i valori di posizione iniziale, velocità e tempo, e si inseriscono nella formula per calcolare la posizione finale o altre variabili richieste, come mostrato negli esempi di esercizi proposti.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
