Fisica Teorica
Moto Rettilineo

Moto Rettilineo

Categoria: FISICA | MOTO RETTILINEO

Storicamente, il moto è il fenomeno fisico più comune, uno dei primi ad essere studiato e analizzato a fondo. La branca generale della fisica che si occupa di ciò si chiama “meccanica“; essa studia infatti come gli oggetti si muovono, come si comportano in presenza di forze esterne e quali grandezze influenzano il moto stesso. In particolare, in questa unità didattica ci soffermeremo sul moto rettilineo, andando ad analizzare due casi: velocità costante e accelerazione costante.
In questa breve pagina introduttiva specificheremo alcuni concetti essenziali per la comprensione e la spiegazione di ciò che affronteremo successivamente, come ad esempio i sistemi di riferimento, la traiettoria, …
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Spiegazione:

Moto e Traiettoria:

Prima di entrare nello specifico, definiamo innanzitutto cosa si intende con la parola “moto”:

un corpo è in moto quando la sua posizione cambia nel tempo

L’insieme di tutte le posizioni occupate dal corpo nel tempo costituiscono la traiettoria del corpo (in questa unità considereremo solo moti che avvengono lungo una retta).
In particolare, noi analizzeremo solamente i cosiddetti “punti materiali“, ovvero quei corpi la cui massa può essere considerata interamente concentrata in un punto.

Sistemi di Riferimento:

Abbiamo detto che il moto consiste nella variazione della posizione di un punto materiale. Si rende dunque necessario stabilire un sistema di assi cartesiani che ci permetta di individuare univocamente la posizione effettiva del corpo.
Dal momento che, per ora, consideriamo solamente moti rettilinei, possiamo adottare un sistema in una dimensione, costituito cioè da un solo asse. Su questo fissiamo l’origine ($x=0$) e un verso di percorrenza, che dovranno sempre essere mantenuti invariati.

E’ bene specificare che gli assi sono sempre solidali con un sistema fisico (strada, pista, …) che fa da riferimento e rispetto al quale si misurano le grandezze. Aggiungendo poi un cronometro per misurare il tempo, otteniamo il nostro sistema di riferimento.

ogni moto è relativo al sistema di riferimento scelto;
cambiando quest’ultimo, cambia anche il moto

Distanza Percorsa e Spostamento:

Affrontiamo ora uno dei punti che spesso crea uno stato di confusione iniziale, la differenza tra distanza percorsa e spostamento:

Distanza Percorsa

lunghezza complessiva del tragitto
misurata in metri $m$
sempre positiva, non ha verso

Spostamento

variazione della posizione $\Delta x =x_f-x_0$
misurata in metri $m$
può essere positiva, negativa o nulla

Esse coincidono se il moto avviene in un unico verso positivo, mentre non coincidono in caso il moto avvenga nei due versi (andata-ritorno)

esempio: casa mia si trova nella posizione $x=0$, mentre la chiesa in posizione $x=100m$; andando da casa mia alla chiesa e tornando poi indietro avrò che:

– distanza percorsa: $d=100m+100m=200m$
– spostamento: $x_f-x_0=0$

Legge Oraria del Moto:

Come già accennato in precedenza, per descrivere in maniera precisa un moto è necessario aggiungere la componente tempo. Per farlo dobbiamo introdurre le “leggi orarie del moto“, ovvero:

funzioni che esprimono la posizione assunta dal punto materiale rispetto all’osservatore al variare del tempo

Diagramma Spazio-Tempo:

Una volta definita la legge oraria di un moto, è bene visualizzarla graficamente tramite un apposito diagramma cartesiano spazio-tempo che rappresenti la posizione del punto materiale in ogni istante (da non confondere con la traiettoria):

  • asse orizzontale: tempo $t$
  • asse verticale: posizione $x$

Ogni punto del grafico rappresenta un “evento“, che avviene nella posizione $x$ all’istante $t$.

Generalmente la rappresentazione grafica di una legge oraria è una curva come quella in figura, ma non è sempre così; vedremo infatti che il moto rettilineo uniforme avrà un grafico spazio-tempo costituito da rette

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