Urti e Leggi di Conservazione (Fisica I, parte 10 di 16)

Urticonsenrvazione e leggi di un sistema

In un sistema isolato, conserviamo alcune quantità grazie all'invarianza per traslazioni spaziali:

• Moto: Le traslazioni del sistema non cambiano la fisica;
• Momento angolare: Invarianza per rotazione;
• Energia totale: Invarianza per traslazioni temporali.

Leggi di conservazione

Le leggi di conservazione possono essere ricavate dalla base delle leggi dinamiche. Partendo dalla legge di Newton, abbiamo la possibilità di ottenere la legge dell'energia meccanica. Con la seconda legge di Newton, possiamo fare l'inverso:

• Sistema massa unidimensionale:
  • t = t' uguale a un tempo svolto
  • E_cint = cost
  • E_pot derivato rispetto al tempo t e t' = kx - m•x
• Soluzioni di equilibrio:
  • Condizioni di equilibrio → seconda legge di Newton

Urti e forze impulsive

Durante l'urto, abbiamo a che fare con forze impulsive, che sono molto brevi ma di grande intensità. Queste forze sono difficilmente misurabili sperimentalmente, per via della loro natura. Tuttavia, possiamo risolvere i problemi con il ricorso alle leggi di conservazione, determinando lo stato del sistema prima e dopo l'urto.

Caratteristiche dell'urto

• Coinvolge solo corpi a punti;
• I corpi possono essere approssimati come tali durante la breve interazione;
• Durante l'urto, l'interazione ha un'intensità elevata e durata trascurabile rispetto all'intensità scambiata.

Le forze impulsive hanno la caratteristica di esistere solo nell'intervallo di tempo in cui si verifica l'urto. Durante questo intervallo, la forza elevata è tale da poter considerare i corpi in quiete rispetto all'altro intervallo fuori dall'urt.