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CONTENUTO DELLA PAGINA
La cinematica
Il moto di un corpo
La cinematica
La cinematica è la base della meccanica: si occupa di descrive il moto dei corpi in relazione a due grandezze fondamentali:
- lo
spazio (s), che studia la posizione del corpo in un determinato sistema di riferimento; si misura in metri (m) con i suoi multipli (decametri, ettometri, chilometri, ecc.) e i suoi sottomultipli (decimetri, centrimetri, millimetri, ecc.);
- il
tempo (t), che studia lo scorrere e il variare dei fenomeni; si misura in secondi (s) con i suoi multipli (minuti, ore, giorni, ecc.) e i suoi sottomultipli (decimi, centesimi e millesimi di secondo).
Spesso è utile considerare le variazioni di tali grandezze: lo spostamento , la lunghezza, la distanze, sono esempi di variazione di posizione, e si indicano con Δs; se indichiamo con s₁ la posizione in un instante iniziale, e con s₂ la posizione in un istante finale, allora lo spostamento è dato da:
Δs = s₂ − s₁
Dove la sottrazione corrisponde ad una sottrazione tra vettori. Analogamente l'intervallo di tempo è una variazione di tempo e si indica con Δt, e possiamo scrivere, con analoghe considerazioni:
Δt = t₂ − t₁
Dove la sottrazione corrisponde ad una sottrazione tra scalari.
La cinematica è quindi la parte più semplice della fisica, in quanto coinvolge solo due grandezze fondamentali; da queste due grandezze ne possiamo definire altre, derivate: la velocità l'accelerazione, il periodo, la frequenza, la velocità angolare (o pulsazione).
Gli angoli, che si studiano in geometria, dal punto di vista fisico sono grandezze adimensionali, in quanto un angolo (misurato in radianti) è definito come il rapporto tra un arco di circonferenza e il raggio di tale circonferenza; di conseguenza, essendo il rapporto tra due lunghezze, la sua unità di misura sarebbe m/m, quindi un numero puro.
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Il moto di un corpo
Lo studio del moto consiste nel trovare le relazioni matematiche tra lo spazio e il tempo, e nel caratterizzare le grandezze derivate che descrivono il moto, come ad esempio la velocità e l'accelerazione.
Si inizia con lo studio del moto di un punto materiale , ossia un oggetto di dimensioni e forma trascurabili, da esser approssimato ad un punto geometrico; il moto di un punto segue una traiettoria , che cosiste nell'insieme di tutte le posizioni del punto nello spazio al variare del tempo; la traiettoria può esser una linea retta oppure una curva.
- Moti rettilinei. Un moto rettilineo descrive il movimento di un punto lungo una retta orientata, in cui sono fissati un'origine, una unità di misura e un verso di percorrenza; il moto del corpo nel tempo può esser studiato in un piano cartesiano, nel quale il tempo e lo spazio sono le coordinate del punto (x = tempo trascorso, y = distanza dall'origine).
I moti rettilinei più comuni sono il moto uniforme, il moto uniformemente accelerato e il moto armonico.
- Moti curvilinei. Nel caso di moto di un corpo libero in un piano occorrono due variabili per individuare la posizione e una variabile per il tempo: in tal caso il moto non può esser rappresentato su un normale piano cartesiano, ma viene descritto da un insieme di punti nello spazio; in alcuni casi, per comodità, si rappresentano solo le variabili spaziali, senza rappresentare il tempo: in questo modo si descrive la traiettoria del punto; in altri casi si analizza solo una delle veriabili spaziali, in funzione del tempo.
I moti curvilinei più comuni sono il moto parabolico e il moto circolare.
« Un esperto è un uomo che ha fatto
tutti gli errori possibili in un campo molto ristretto »
Niels Bohr
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