Tutta fisica...: febbraio 2011

L'accelerazione e la variazione della velocità del moto. Si tratta di una grandezza vettoriale, dotata non solo di un valore scalare ma anche di direzione.

L'accelerazione può essere causata non solo dalla variazione della velocità, ma anche da un cambiamento della direzione lungo la quale si svolge il moto. In questo caso si parla di accelerazione centrifuga.

Moto uniformamente accelerato:

Nel moto uniformemente accelerato la velocità varia in modo regolare con il passare del tempo.La velocità in un determinato istante di tempo è proporzionale al tempo trascorso:

v=at

L'accelerazione è costante.

La relazione tra lo spazio percorso e il tempo, cioè la legge oraria è:

s=(1/2)at²

Se rappresentiamo in un grafico la legge oraria, otteniamo una parabola. Il fatto che la curva diventi sempre più ripida rispecchia il continuo

della velocità.

Il moto circolare uniforme:

Il moto circolare uniforme è un moto a velocità scalare costante lungo una circonferenza.
Anche se la velocità ha un valore scalare costante, in realtà essa cambia di direzione lungo la traiettoria. Esiste allora una accelerazione, dovuta ad un cambiamento della direzione del moto che si chiama accelerazione centrifuga, diretta verso l'esterno. L'accelererazione centripeta è uguale come valore ma diretta verso l'interno.

Quando in automobile percorriamo una curva sentiamo l'effetto della forza centrifuga, e la forza centripeta, uguale e contraria, è quella che ci tiene legati alla strada e ci consenete percorrere la curva.

Si usa il termine velocità per descrivere in moto, ma, parlando, si considera la velocità una grandezza scalare: il rapporto tra la distanza percorsa e il tempo impiegato. In Fisica, invece, la velocità è una grandezza vettoriale che considera la distanza, tempo e direzione. La formula della velocità è $\displaystyle\blue{v}=\frac{{S}}{{t}}$ dove s si misura in metri e t si misura in secondi, l'unità di misura della velocità è m/s. esistono però anche delle formule inverse $\displaystyle\blue{t}=\frac{{S}}{{v}}$ e $\displaystyle\blue{S}={v}\cdot{t}$ .

Se un'auto viaggia a velocità scalare costante in linea retta, ha una velocità vettoriale costante. Se viaggia su una strada tortuosa, la velocità scalare può essere costante, ma la velocità vettoriale varia a ogni cambiamento di direzione.

la velocità si divide in:

velocità media: rapporto tra lo spostamento e la durata dell'intervallo di tempo impiegato a percorrerlo:

$\vec {v} = \frac {\vec {s_2}-\vec {s_1}}{t_2-t_1} = \frac {\Delta \vec {s}}{\Delta t}$

dove $\Delta\vec {s}=\vec {s_2}-\vec{s_1}$ è lo spostamento, $\vec {s_2}$ e $\vec {s_1}$ sono i vettori posizione e

Δ t = t 2 - t 1

è l'intervallo di tempo impiegato ad effettuare lo spostamento;

velocità istantanea: limite della velocità media per intervalli di tempo molto brevi ovvero derivata della posizione rispetto al tempo:

$\vec {v} = \lim_{t\to t_0}\frac {\vec {s}(t)-\vec {s}(t_0)}{t-t_0}=\frac {\operatorname {d}\vec {s}}{\operatorname {d} t}$ .

La velocità media è proprio la media della velocità istantanea in uno tempo finito

Δ t = t 2 - t 1

$\langle \vec v \rangle=\frac{1}{t_2-t_1}\int_{t_1}^{t_2}\frac{\mathrm{d}\vec s}{\mathrm{d}t}\,\mathrm{d}t = \frac{\vec s(t_2)-\vec s(t_1)}{t_2-t_1}=\frac{\Delta\vec s}{\Delta t}$

La velocità scalare media è una grandezza scalare ed è definita come lo spazio totale percorso diviso il tempo impiegato:

$\langle v_s \rangle = \frac{\Delta s}{\Delta t}$

Si noti come questa definizione sia molto diversa dalla velocità vettoriale media, per esempio nel moto circolare, cioè il moto che avviene lungo una circonferenza, dopo un periodo T, cioè dopo aver fatto un giro, la velocità vettoriale è nulla, perché il punto di arrivo e quello di partenza coincidono ( $\Delta\vec s=0$ ), mentre la velocità scalare media è uguale a $\frac{2\pi R}{T}$ con R il raggio della circonferenza.

Moto rettilineo uniforme:

Un automobile che si muove a velocità costante senza mai cambiare direzione si muove di moto rettilineo uniforme.
Lo spazio S percorso dall'automobile è allora proporzionale al tempo impiegato per percorrerlo:

S = VT

e la costante di proporzionalità è la velocità Vdell'automobile.
La relazione tra spazio e tempo nel moto di un oggetto si chiama legge oraria.

Nel grafico possiamo osservare che se la velocità aumenta, aumenta la pendenza della retta.

Tutta fisica...

domenica 27 febbraio 2011

Accelerazione

venerdì 4 febbraio 2011

Velocità