Cap. 1 Il moto: ciò che tutti debbono sapere 1.1 Essere fermi o essere in movimento? Se guardiamo la figura 1 noi possiamo dire che la barca in alto è ferma mentre quella in basso si è mossa Anche se guardiamo la figura 2 ci appare evidente che è il cane ad essersi spostato ma non il coniglio. Diciamo questo perché siamo convinti che il cartello e le isole sono ferme. Oltre lo spazio nel moto dobbiamo prendere in considerazione anche il tempo. Fig. 1 1.2 Le grandezze del moto Ricordando che definiamo grandezza qualsiasi caratteristica che può essere misurata, nel moto compaiono due grandezze: lo spazio e il tempo. Un corpo si dice in moto se la sua posizione cambia nel tempo. Viceversa un corpo si dice in quiete se la sua posizione non cambia col passare del tempo. 1.3 il sistema di riferimento È possibile dire che un corpo si è spostato o meno se siamo certi che qualcosa non si muove. Questo qualcosa ha un nome e si chiama sistema di riferimento (fig. 2) Il nostro sistema di riferimento privilegiato è il reticolato geografico ed è solo rispetto al reticolato geografico che possiamo dire se un corpo fermo o in moto perciò mi sposto solo se la mia posizione cambia rispetto reticolato geografico 1.3.1 il moto assoluto non esiste Il moto assoluto non esiste perché 1. La Terra ruota e noi con essa 2. Orbita intorno al Sole 3. Il Sole orbita intorno al centro della Galassia Fig. 2
4. La Galassia si muove all interno del Gruppo Locale 5. L universo si espande Cioè niente è fermo 1.4 le definizioni di moto e quiete Un corpo è in quiete se rispetto ad un sistema di riferimento considerato fisso la sua posizione non cambia al variare del tempo Un corpo è in moto se la sua posizione rispetto ad un sistema di riferimento considerato fisso varia al variare del tempo 1.5 Gli elementi del moto Quali elementi dobbiamo prendere in considerazione quando parliamo di moto? Facciamo un es. parto da Latina Scalo e arrivo a Foce Verde (fig. 3). Cosa debbo prendere in considerazione? Avevamo molte possibilità per arrivare a Foce Verde ma ne abbiamo scelta una, questo è il percorso del moto. Di questo percorso noi possiamo trovare quando è stato lungo cioè la lunghezza del moto. Possiamo indicare quanto tempo abbiamo impiegato cioè la durata del moto. 1.5.1 La traiettoria Quando un corpo si muove la sua posizione cambia punto dopo punto, se uniamo tutti questi punti otteniamo una linea che Fig. 3 Fig. 4 chiamiamo traiettoria (fig. 4). Questa line si chiama traiettoria, lo spazio percorso è la lunghezza della traiettoria e il tempo del moto il tempo impiegato per percorrere la traiettoria (Fig. 5). Fig. 5 1.5.1.1 Tipi di traiettoria Abbiamo diveri tipi di traiettoria: rettilinea (fig.6), curvilinea (fig. 7.) ellittica, circolare parabolica (fig. 8) Fig. 6 Fig. 7
1.6 Unità di misura del tempo Il tempo si misura in secondi. I multipli sono i minuti, ore, giorni anni i sottomultipli decimi e centesimi di secondo 1,7 Unità di misura dello spazio Fig.8 Lo spazio si misura in metri 1.8 Traiettoria e spostamento Se vado da Sermoneta a Bassiano passando per la salita dell Ammazzacane la traiettoria è quella rappresentata dalla linea viola (8,8 km) (fig. 9) Lo spostamento effettivo è la linea che unisce il punto di partenza (inizio della traiettoria) e il punto di arrivo (fine della traiettoria) 3,85 km 1.9.1 Grandezze scalari Si definiscono scalari le grandezze come la temperatura e il tempo 1.9.2 I vettori I vettori sono dei segmenti con una punta; maggiore è il valore da rappresentare più lunga è la freccia, la punta indica il verso del vettore a l inizio del vettore il punto in cui viene applicato (fig. 10) 1.9.3 Grandezze vettoriali Fig. 9 Una grandezza si dice vettoriale se necessita di: Fig. 10 1. un valore numerico 2. direzione 3. verso 4. punto di applicazione 1.10 La velocità Fig. 11 Osserviamo la figura 11, in essa abbiamo un bambino che cammina.
In alto abbiamo i tempi e in basso il corrispondente spazio percorso. In alto è indicata la velocità. La velocità è data dallo spazio percorso v s t m sec diviso il tempo 1.10.1 Gli scienziati e noi Gli scienziati misurano la velocità in metri al secondo (fig. 12) Noi misuriamo la velocità si esprime in Km all ora (fig. 13) Fig. 12 v Fig. 13 s t Km h 1.11 Il moto rettilineo uniforme Un corpo si muove di moto rettilineo uniforme se velocità, direzione Fig. 14 e verso non cambiano al variare del tempo (fig. 14) 1.11.1 Legge oraria del moto rettilineo uniforme Noi possiamo facilmente calcolare lo spazio percorso con la formula Fig. 15 4 Questa formula è la legge oraria del moto rettilineo uniforme. 12 Il moto vario Consideriamo la figura 16, possiamo facilmente immaginare che il rettilineo la velocità sarà maggiore che in curva dove il moto, inoltre il Fig. 16 V = 20 m/s veicolo cambia anche di direzione. Un tale tipo di moto si dice vario e si definisce nella seguente maniera: il moto di un corpo si dice vario se la sua velocità e la direzione cambiano nel tempo (fig. 17) 12.1 Velocità media V = 20 m/s V = 200 m/s V = 220 m/s V = 210 m/s Fig. 17 Definiamo velocità media il rapporto fra la spazio percorso e il tempo impiegato a percorrerlo Con la velocità media quindi noi prendiamo in considerazione lo spazio percorso in un certo intervallo di tempo senza curarci di ciò che è effettivamente avvenuto (sono partito da Latina, sono arrivato a Roma, ho percorso 70 km in un ora e la velocita media è di 70 km/h,
potrei essermi fermato in un bar a prendere un caffè ma la velocità media non me lo dice) 12.2 La velocità istantanea Si definisce velocità istantanea la velocità che noi leggiamo sul contachilometri. 12.3 Leggi orarie del moto vario La formula precedente prende il nome di legge oraria del moto vario 13 L accelerazione Noi siamo abituati a parlare di accelerazione ogni volta che ci troviamo difronte ad un aumento di velocità mentre parliamo di decelerazione ogni volta che c è una diminuzione di velocità. In fisica si parla sempre di accelerazione positiva se la velocità aumenta, negativa se diminuisce. Si dice accelerazione il rapporto fra la variazione di velocità e il tempo in cui questa variazione è avvenuta Misuriamo l accelerazione in metri al secondo per ogni secondo 14 Moto rettilineo uniformemente accelerato Si definisce moto rettilineo uniformemente accelerato il moto di un corpo che si muove con accelerazione è costante cioè la velocità aumenta costantemente nel tempo con ritmo costante. La formula della velocità è: E la legge oraria sarà data da
14.1 la caduta dei gravi Guardiamo la figura 21 e proviamo a descrivere cosa è successo. Il moto di un corpo verso il basso sotto l effetto della gravità è un moto uniformemente accelerato. La gravità fa si che tutti i corpi precipitino verso il basso con la stessa accelerazione g La legge della velocità sarà Ed infine la legge oraria sarà