Lezione 5 : il moto rettilineo uniforme
Si ha un moto rettilineo quando un punto materiale si muove lungo una una traiettoria che è un segmento di retta, per esempio un auto che si sposta lungo una strada dritta. Poiché l’automobile ha dimensioni trascurabili rispetto alla traiettoria, si può considerare come se fosse un punto materiale.
Per descrivere il movimento è necessario sapere dove si trova l’auto nei diversi istanti di tempo. Occorre fissare un tempo “zero” (t=0) ed un punto di partenza (s=0). Se poniamo lungo la strada degli osservatori muniti di cronometro, che faranno partire simultaneamente, otterremo un grafico spazio/tempo che descriverà il moto dell’auto.
Ad ogni posizione (s) occupata dal punto materiale corrisponde un istante (t), naturalmente potremmo essere interessati a particolari intervalli di tempo e si spazio che sono legati a s e t secondo le seguenti equazioni:
s = s0 + Δs
t = t0 + Δt
dove
Δs = s – s0
Δt = t – t0
s0 e t0 rappresentano la posizione e tempo iniziali mentre Δs e Δt rappresentano la distanza percorsa e il tempo trascorso.
Quando un punto materiale percorre distanze (Δs) uguali in intervalli di tempo (Δt ) su una traiettoria rettilinea si ha un moto rettilineo uniforme.
Introduciamo ora una grandezza molto importante per la meccanica ovvero la velocità che è data dal rapporto tra distanza percorsa e intervallo di tempo.
v = Δs/Δt
Quindi la velocità è una grandezza derivata definita come rapporta tra due grandezze fondamentali. Nel sistema internazionale l’unità di misura della velocità è m/s (metro al secondo).
Nella vita di tutti i giorni è raro che la velocità venga espressa in m/s. piuttosto la si esprime in km/h (chilometri orari). Come passare da una unità di misura ad un altra? Semplice, basta ricordarsi che 1 Km = 1000 m e che 1h = 3600 s
Esempi:
1 km/h = 1000 m/ 3600 s = 1 m / 3,6 s = 0,278 m/s
mentre
1 m/s = (1/1000) km / (1/3600) s = 3,6 km/h
Se un corpo si muove di moto rettilineo uniforme possiamo calcolare una qualsiasi delle grandezze del moto (velocità, posizione, tempo) conoscendo le altre due, per esempio sapendo velocità e tempo si potrebbe calcolare la posizione.
Δs = v Δt
esplicitando Δs e Δt avremo:
s – s0 = v (t – t0) ovvero s = s0 + v (t – t0) legge del moto per il moto rettilineo uniforme
In ogni momento possiamo calcolare la posizione del punto materiale conoscendo posizione e tempo iniziale (che possono essere anche diversi da zero) e la velocità.