Fisica sperimentale primo parziale

Meccanica: cinematica del punto materiale

Cinematica: studio del moto di un corpo senza tener conto delle cause che determinano il moto, studio del moto in sé.

Punto materiale: oggetto fisico che approssima un oggetto reale che ha dimensioni trascurabili rispetto alla distanza che percorre.

Concetto di moto

Il concetto di moto è legato a:

• Sistema di riferimento (rispetto a cosa si muove il punto materiale), ad esempio: terna cartesiana.
• Concetto di lunghezza.
• Concetto di tempo.

Terna cartesiana destrorsa

Il vettore posizione R in forma parametrica rappresenta il punto nel tempo. Il vettore spostamento non è né distanza né traiettoria. Se R è il vettore posizione, la funzione R(t) è la legge oraria ed individua il punto istante per istante.

Esempio

Si muove solo lungo x e y:

• x = at → t = x/a
• y = bt² → y = b/a² x² è una parabola.

Per descrivere il moto bisogna definire velocità ed accelerazione.

Vettore velocità

Il vettore velocità ci dà un'indicazione media; non ci dice come e quando andavo più forte, quindi ci dà indicazioni su quanto rapidamente si è spostato R. Per avere indicazioni più puntuali, devo ridurre l'intervallo temporale, scegliendone uno sempre più piccolo.

Velocità istantanea è il limite del rapporto incrementale, ovvero la derivata. Descrivo con più precisione il moto del punto materiale. Il vettore velocità in ogni punto della traiettoria è tangente alla traiettoria. Il vettore velocità può cambiare modulo, direzione e verso.

Modulo del vettore velocità: spostamento

Unità di misura: lunghezza/tempo = metri/secondo

Esiste un vettore che dice quanto rapidamente si muove il vettore velocità? Sì, il vettore accelerazione, derivata della derivata (ovvero derivata seconda del vettore posizione perché dv è dR/di).

Costante (negativa lungo y), velocità zero lungo z, composto da tre vettori velocità.

Moti rettilinei

La traiettoria è una retta (detti anche unidimensionali perché il punto si muove solo lungo una direzione).

Moto rettilineo uniforme: la velocità è costante.

Moto rettilineo uniformemente accelerato: naturale evoluzione del moto rettilineo uniforme.

Moto circolare (in un piano)

Il moto la cui traiettoria è una circonferenza. Studio del moto circolare solo analizzando le componenti angolari, velocità e accelerazioni angolari.

Moto circolare uniforme: il punto copre archi di circonferenza (e angoli) uguali in tempi uguali.

Moto circolare uniformemente accelerato.

Problema inverso della cinematica

Moto del proiettile: composizione di moto rettilineo e moto uniformemente accelerato.

Definizione intrinseca del moto.

Dinamica

Parte della meccanica che si occupa delle cause del moto.