Gli urti in fisica

Gli urti

Per spiegare tale fenomeno prendiamo in considerazione l'urto che avviene tra due biglie. L'origine coincide con la posizione iniziale della biglia A. Successivamente giunge una seconda biglia, che chiamiamo B, con una velocità v₁ (tale velocità è parallela all'asse x).

Fattore di impatto

Vi è poi un certo fattore di impatto che rappresenta la distanza tra la posizione della biglia A e la posizione della biglia B lungo l'asse verticale.

All'inizio (istante 1) non vi è interazione tra le due biglie e mentre la biglia A è ferma, la biglia B si muove con una certa velocità.

Nell'istante 2, le due biglie si urtano e scambiano delle forze che agiscono lungo la direzione della congiungente. Le superfici si deformano leggermente e parte dell'energia che causa la deformazione viene rilasciata causando il movimento delle biglie, come vediamo nell'istante 3. La direzione che percorrono le due biglie dipende dalla loro interazione.

Urto

In generale, definiamo un urto come un'interazione tra corpi che gode di due caratteristiche:

• La coppia di forze che si scambiano i corpi è molto più intensa rispetto alle altre forze agenti.
• Il tempo di azione della coppia di forze è molto piccolo rispetto al tempo che caratterizza il moto.

Se volessimo graficamente raccogliere queste informazioni, potremmo osservare che la forza che il corpo A esercita sul corpo B deve essere uguale a quella che il corpo B esercita sul corpo A.

In generale, prevedere le velocità dopo l’urto, conoscendo quelle prima dell’urto, richiede la conoscenza delle forze interne che i due corpi si scambiano.

I. della forza

Introduciamo una nuova grandezza, I, che rappresenta l'impulso e, nel caso di forze non costanti, si calcola mediante l'integrale dell'area sottesa della curva nel grafico precedente. L'impulso è una grandezza che viene definita nel caso di forze agenti per intervalli di tempo molto minori rispetto al tempo di osservazione del fenomeno, dette forze impulsive, e che viene definita come il prodotto tra la forza e il tempo in cui viene esercitata. Se la forza è costante, altrimenti, come abbiamo detto prima, applichiamo l’integrale della forza rispetto al tempo, come in questo caso.

Teorema dell'impulso

Esiste anche un teorema, detto teorema dell'impulso, che afferma che l'impulso di una forza che si esercita su un punto materiale in un intervallo di tempo è uguale alla variazione della quantità di moto del punto in quell'intervallo.