La cinematica descrive il moto dei corpi senza però indagare le cause del moto (cit. Wikipedia).
Quando andiamo a misurare un distanza o una velocità dobbiamo farlo rispetto ad un sistema di riferimento, oltre alla velocità bisogna anche specificare la direzione del moto e la Fisica usa un sistema di assi coordinati per rappresentare il sistema di riferimento che andrà usato.
Prima di tutto dobbiamo capire che c’è differenza tra la distanza che un oggetto ha percorso ed il suo spostamento, questo infatti è definito come il cambiamento di posizione dell’oggetto, cioè lo spostamento indica quanto lontano è l’oggetto dal suo punto di partenza.
Lo spostamento è descritto come un vettore, cioè è definito da un’ampiezza ed una direzione, è rappresentato nei grafici con delle frecce. Il numero che troviamo sulla freccia è la sua ampiezza ed è chiamato modulo.
Altra cosa da sapere è la velocità scalare, ovvero quella grandezza che indica la distanza che un oggetto percorre in un dato intervallo di tempo. la velocità scalare media di un oggetto è definita come la distanza percorsa durante il suo cammino divisa per il tempo impiegato a percorrere tale distanza.
Velocità scalare media = distanza percorsa / tempo trascorso
La velocità vettoriale serve ad indicare modulo e direzione del movimento, la velocità vettoriale media è definita in termini di spostamento e non di distanza totale percorsa, vediamo:
Velocità vettoriale media = spostamento / tempo trascorso
Più genericamente per descrivere il moto di un oggetto supponiamo ce in un istante detto t1 esso sia sull’asse x in un punto x1 ed ad un altro istante successivo t2 sia in posizione x2, il tempo trascorso è t2 – t1 e durante questo intervallo lo spostamento è stato di Δx = x2-x1. La velocità vettoriale media può essere quindi scritta come il rapporto tra x2-x1 diviso t2-1 cioè:
La velocità istantanea è definita come la velocità media in un intervallo infinitamente piccolo:
La velocità scalare istantanea è sempre uguale al modulo della velocità vettoriale istantanea, perché la distanza e lo spostamento coincidono quando diventano infinitamente piccoli.
Si dice che un oggetto è accelerato quando la sua velocità sta cambiando, l’accelerazione specifica quanto rapidamente la velocità di un oggetto stia cambiando. L’accelerazione media è definita come una variazione della velocità istantanea divisa per il tempo impiegato per realizzare tale variazione.
Anche l’accelerazione è un vettore, l’accelerazione istantanea a può essere definita analogamente alla velocità istantanea.
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