I moti dei corpi

Il moto

Un corpo è in moto se si sta muovendo e si dice in quiete se è fermo. Il moto non è assoluto ma dipende dal sistema di riferimento (che può essere interpretato come il punto di vista dell'osservatore): se stai viaggiando in macchina il libro che appoggi sulle tue gambe appare fermo ma per una persona sul marciapiede sia tu che il libro siete in movimento alla stessa velocità della macchina. La disciplina che si occupa di descrivere e analizzare i moti dei corpi è la cinematica.

Traiettoria e velocità

Sono due strumenti impiegati per l'analisi cinematica. Quando un corpo si muove occupa in ogni istante un diverso punto nello spazio: l'insieme di questi punti costituisce una linea detta traiettoria.

La velocità ($$v$$) è il rapporto tra lo spostamento ($$s$$) e il tempo impiegato a percorrerlo ($$t$$). Lo spostamento è la lunghezza della traiettoria percorsa.

 $$v=\dfrac{s}{t}$$

Il grafico spazio-tempo è un altro strumento utile in quanto può esprimere la distanza è stata percorsa in ogni istante di tempo. Per farlo basta inserire le coppie di dati $$(s,t)$$​ in un piano cartesiano che riporta lo spostamento sulle ordinate e il tempo sulle ascisse.

La velocità media utilizza lo spostamento e il tempo complessivi per il moto. Al contrario, quella istantanea esprime la velocità del moto in ogni suo istante e corrisponde a quella misurata dal tachimetro.

Nel grafico è rappresentato un grafico spazio-tempo che descrive lo spostamento di un corpo nel tempo. 

Il moto uniforme

È un moto con velocità istantanea costante (sempre uguale nel tempo). In questo caso lo spostamento in ogni istante si può ricavare semplicemente moltiplicando il tempo per la velocità.

$$s=t\times v$$​ 

In questo caso il grafico spazio-tempo è sempre rappresentato da una semiretta.

I moti uniformi principali sono due:

• il moto rettilineo uniforme: la sua traiettoria è una linea retta;
  
• il moto circolare uniforme: la sua traiettoria è un cerchio quindi dopo una certa quantità di tempo, detta periodo ($$T$$​), il corpo ritorna nella stessa posizione.
  

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Il moto vario

È un moto con velocità istantanea non costante. L'accelerazione ($$a$$​) è la grandezza fisica che descrive il cambiamento di velocità nel tempo: è il rapporto tra la differenza di velocità e l'intervallo di tempo nel quale il cambiamento è avvenuto.

$$a=\dfrac{v_2-v_1}{t_2-t_1}$$​

Il moto uniformemente accelerato

È un moto vario con accelerazione costante. In questo caso la velocità in ogni istante si può ricavare semplicemente moltiplicando il tempo per l'accelerazione.

​$$v=t\times a$$​​

Il suo grafico spazio tempo è sempre una (mezza) parabola perché tra spostamento e tempo vi è proporzionalità diretta quadratica, come rispecchiato dalla formula:

​$$s=\dfrac{1}{2} a \times t^2$$​​

Il moto in caduta libera

È il moto che qualsiasi oggetto compie quando lo si lascia cadere senza interferire con la forza di gravità, ovvero senza spingerlo o frenarlo verticalmente. L'accelerazione determinata dalla forza di gravità è chiamata accelerazione di gravità e viene indicata con $$g$$. Si è constatato che $$g$$, nei pressi della superficie terrestre, è sempre costante perché accelera uniformemente, e ugualmente, qualsiasi corpo libero di cadere. Il suo valore è $$9,8 \ m/s$$. Questo è il motivo per cui sia un pianoforte che un pallone da calcio impiegano lo stesso tempo a cadere dal quinto piano di un palazzo.
Nota bene: tutto ciò è valido solo se l'effetto frenante dell'aria è trascurabile: la caduta di una piuma non si può considerare libera.

Scalari e vettori

Sono due tipi di grandezze utilizzati per descrivere i fenomeni naturali.

La direzione (1) è una retta immaginaria che può sempre essere percorsa in due versi (3) e (4),  opposti tra di loro. I vettori vengono rappresentati graficamente con una freccia (5) la cui lunghezza (2) indica l'intensità.