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Teoria: Cinematica in generale

Meccanica

  • Studio dei corpi 
  • Descrizione dei fenomeni (cinematica ) e delle cause ( dinamica ) 

La cinematica classica si occupa di descrivere il moto dei corpi indipendentemente dalle cause che lo inducono con il limite di validità che è la velocità. Verso la metà del ‘900, Albert Einstein scoprì che la cinematica classica non è più valida per i corpi che si muovono con velocità approssimata a quella della luce, molto grezzamente definita come $3*10^8 m/s$.

Per comodità nella risoluzione di problemi (che è il punto principale di questo sito), gli oggetti vengono considerati come punti materiali. Questo permette di definire nel modo più facile alcune grandezze meccaniche fondamentali. Vedendo tutto ciò da un punto di vista realistico è molto difficile trovare un corpo esteso che si muove come un punto materiale. Inoltre le dimensioni dei corpi in esame sono molto piccole rispetto agli spazi percorsi.

Il moto di un punto è determinabile se è nota la sua posizione nello spazio in funzione del tempo. 

Le quattro grandezze fisiche che descrivono il moto di un punto sono:
  • Spostamento [$m$]
  • Velocità [$m/s$]
  • Accelerazione [$m/s^2$]
  • Tempo [$s$]

É fondamentale la scelta del sistema di riferimento. Non esiste un sistema di riferimento assoluto, esso cambierà a seconda del problema.

Esempio:  se prendessimo la Terra come sistema di riferimento, per la Terra, i passeggeri di un bus (se rimangono fermi) eseguono lo stesso movimento del bus; mentre se prendessimo il bus come sistema di riferimento, i passeggeri se rimangono fermi sono a riposo.


Di solito il sistema di riferimento è un piano cartesiano ortogonale a 2 o 3 dimensioni. Da ciò si deduce che il moto di un corpo è noto se sono note le sue coordinate in funzione del tempo ad esempio $x(t)$ e $y(t)$ ( con un piano cartesiano a due dimensioni ).

Ora elencheremo un paio di definizioni importanti da ricordare:

  • traiettoria: insieme dei punti successivamente occupati dal punto in movimento, costituendo una curva nello spazio
Lo studio della variazione di posizione lungo la traiettoria nel tempo porta a definire il concetto di $velocità$, mentre lo studio delle variazioni di velocità con il tempo introduce il concetto di $accelerazione$

  • quiete: le coordinate dl punto restano costanti quindi la velocità e l’accelerazione sono nulle (assenza di moto) 


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