I sistemi di riferimento sono essenziali per analizzare il moto e la dinamica in fisica. Essi definiscono come determinare la posizione e il moto di un punto materiale, distinguendosi in inerziali, non inerziali, assoluti e relativi. Le forze apparenti, come la centrifuga e di Coriolis, emergono nei sistemi non inerziali, influenzando il moto degli oggetti.
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Un sistema di riferimento è un insieme di convenzioni utilizzate per determinare la posizione e il moto di un punto materiale nello spazio e nel tempo
Origine, assi coordinati e unità di misura
Un sistema di riferimento è costituito da un'origine, da assi coordinati e da un'unità di misura
Classificazione in base al numero di dimensioni considerate
I sistemi di riferimento possono essere classificati in base al numero di dimensioni considerate: lineari, piani o spaziali
Sistema cartesiano
Il sistema cartesiano utilizza le coordinate x(t), y(t), z(t) per descrivere la posizione di un punto materiale
Sistemi cilindrici e sferici
I sistemi di riferimento cilindrici e sferici sono utili per descrivere moti simmetrici rispetto a un asse o a un punto
La trasformazione tra sistemi di riferimento è possibile attraverso relazioni matematiche, come x = r cos(θ) e y = r sin(θ)
Le leggi della fisica, come quelle di Newton, sono formulate in modo da essere invarianti rispetto al cambio di sistema di riferimento
La scelta del sistema di riferimento è cruciale per l'analisi del moto e per l'applicazione corretta delle leggi della dinamica
Un sistema di riferimento inerziale è un sistema in cui il principio di inerzia è valido
Il principio di equivalenza stabilisce che non è possibile distinguere tra sistemi inerziali in quiete o in moto rettilineo uniforme l'uno rispetto all'altro
Il Sistema Internazionale di Riferimento Celeste è un esempio di sistema di riferimento inerziale
In un sistema di riferimento non inerziale, sono necessarie forze apparenti per descrivere correttamente il moto degli oggetti
Forza centrifuga
La forza centrifuga si manifesta in un corpo che si muove lungo una traiettoria curva e agisce radialmente verso l'esterno
Forza di Coriolis
La forza di Coriolis agisce su corpi in movimento all'interno di un sistema in rotazione e causa una deflessione perpendicolare alla direzione del moto
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Componenti di un sistema di riferimento
Origine, assi coordinati, unità di misura.
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Tipi di sistemi di riferimento oltre al cartesiano
Cilindrici e sferici, utili per moti simmetrici rispetto a un asse o punto.
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Coordinate polari per moti circolari o radiali
r(t) distanza radiale dal polo, θ(t) angolo azimutale.
