Moto rettilineo uniforme
Che cos'è il moto rettilineo uniforme?
Tra i vari tipi di moto rettilineo, ovvero quello che avviene lungo una retta con traiettoria rettilinea, il più semplice è quello uniforme.
Il moto rettilineo uniforme è caratterizzato dalla velocità uniforme, ovvero costante, con cui il corpo percorre la propria traiettoria rettilinea; la velocità si indica con la lettera V.
Pertanto: il moto rettilineo uniforme è il moto di un punto materiale che si sposta lungo una retta con velocità costante.
Formule del moto rettilineo uniforme
La legge oraria che caratterizza il moto rettilineo uniforme è la seguente:
ovvero lo spazio è una funzione lineare del tempo, in tempi uguali sono percorsi spazi uguali.
Per ogni istante di tempo t è possibile dunque predire quale sarà la posizione S assunta nel corpo lungo la retta sulla quale si muove.
Il termine S0 che compare nella legge oraria è lo spazio iniziale in cui si trovava il corpo all'inizio del moto, ovvero lo spazio in corrispondenza di t = 0.
Se lo spazio iniziale coincide con l'origine ovvero S0 = 0 allora l'equazione oraria del moto rettilineo uniforme si riduce a:
Le formule inverse sono le seguenti:
Nel moto rettilineo uniforme la velocità istantanea coincide con la velocità media in quanto lungo tutta la durata del moto essa rimane costante.
Grafico spazio-tempo di un moto rettilineo uniforme
Il grafico spazio tempo di un moto rettilineo uniforme, ovvero il grafico in cui il tempo è riportato sulle ascisse mentre lo spazio sulle ordinate, è una retta che passa o meno dall'origine a seconda che lo spazio iniziale sia nullo (S0 = 0) o meno.
Ad esempio per un corpo che si muove di moto uniforme con velocità costante pari a 0,5 m/s e che parte dalla posizione iniziale S0 = 1 m al tempo t=0, l'equazione oraria sarà:
S(t) = 0,5 · t + 1 e il rispettivo grafico è il seguente:
Se invece la velocità del moto è negativa, V < 0, allora la curva rappresentata avrà pendenza verso il basso, cioè sarà del tipo:
Per cui la velocità in un moto rettilineo uniforme rappresenta la pendenza della retta nel grafico spazio tempo: se la velocità è positiva allora la retta è crescente, mentre se la velocità è negativa la retta sarà decrescente.
Inoltre, più è elevata la velocità più la retta è pendente, ovvero cresce più rapidamente. Tradotto in termini fisici: la rapidità con cui varia lo spazio nel tempo è maggiore, come si può osservare nella figura sotto.
Grafico velocità -tempo di un moto rettilineo uniforme
Il grafico velocità - tempo di un moto rettilineo uniforme è invece caratterizzato da una retta orizzontale parallela all'asse x del tipo:
V = cost
in quanto per qualsiasi tempo la velocità assume sempre lo stesso valore.
Il grafico velocità-tempo assume un significato molto importante in quanto l'area sottesa dalla curva rappresenta lo spazio percorso.
Trattandosi di un rettangolo, l'area è pari a base x altezza, in cui la base è il tempo e l'altezza la velocità per cui:
S = V · t (con S0 = 0)
Esercizio sul grafico spazio-tempo
Un punto materiale si trova nella posizione iniziale di 1 m dall'origine al tempo t = 0.
Esso si muove con una velocità positiva costante pari a 0,5 m/s.
Scrivere l'espressione matematica che lega la posizione S in funzione del tempo.
Disegnare il grafico spazio-tempo.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul grafico spazio-tempo in un moto rettilineo uniforme.
Esercizi sul moto rettilineo uniforme
Se ti interessano li trovi qui: esercizi sul moto rettilineo uniforme.
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