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La cinematica studia il moto degli oggetti attraverso spostamenti, velocità e accelerazioni. Impara le leggi del moto rettilineo, la composizione dei moti e le equazioni del moto del proiettile, oltre a esplorare il moto circolare e armonico.
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La cinematica si occupa dello studio del moto degli oggetti, analizzando spostamenti, velocità e accelerazioni
Definizione
Un sistema di riferimento è un insieme di coordinate spaziali e un orologio per misurare il tempo, fondamentale per descrivere il moto di un oggetto
Descrizione
Un sistema di riferimento consiste in un insieme di coordinate spaziali e un orologio per misurare il tempo, che permette di descrivere il moto di un oggetto
La traiettoria rappresenta il cammino percorso dall'oggetto e può essere descritta matematicamente
Definizione
Il moto rettilineo uniforme è caratterizzato da un oggetto che si muove lungo una linea retta con velocità costante
Legge oraria
La legge oraria del moto rettilineo uniforme è s(t) = s0 + v(t - t0), dove s è la posizione, s0 la posizione iniziale, v la velocità costante, e t0 l'istante iniziale
Definizione
Il moto rettilineo uniformemente accelerato è caratterizzato da un'accelerazione costante e una variazione lineare della velocità nel tempo
Leggi del moto
Le equazioni del moto rettilineo uniformemente accelerato sono s(t) = s0 + v0t + (1/2)at^2 per la posizione e v(t) = v0 + at per la velocità, dove v0 è la velocità iniziale e a è l'accelerazione costante
Il principio di composizione dei moti afferma che il moto di un oggetto in due dimensioni può essere considerato come la sovrapposizione di due moti unidimensionali lungo gli assi perpendicolari x e y
Analizzando separatamente le componenti del moto lungo gli assi x e y, è possibile determinare il vettore posizione, velocità e accelerazione dell'oggetto nel piano
Le leggi orarie del moto bidimensionale sono la combinazione delle leggi orarie per ciascuna componente, x(t) e y(t), che rappresentano le posizioni del punto materiale proiettate sui rispettivi assi
Il moto del proiettile è un esempio di moto bidimensionale in cui un oggetto è lanciato con una certa velocità iniziale e si muove sotto l'influenza della gravità
Nel moto del proiettile, il moto orizzontale è un moto rettilineo uniforme, mentre quello verticale è un moto uniformemente accelerato con accelerazione pari all'accelerazione di gravità
Le equazioni del moto del proiettile sono x(t) = x0 + v0x * t per il moto orizzontale e y(t) = y0 + v0y * t - (1/2)g * t^2 per il moto verticale, dove v0x e v0y sono le componenti della velocità iniziale lungo gli assi x e y
La traiettoria del proiettile è una parabola, e l'equazione della traiettoria si ottiene eliminando il tempo t dalle equazioni del moto
Il moto circolare si verifica quando un oggetto si muove lungo una traiettoria circolare, descritta dal raggio vettore r e dall'angolo θ
Nel moto circolare uniforme, la velocità tangenziale ha modulo costante, ma la sua direzione cambia continuamente, risultando in un'accelerazione centripeta diretta verso il centro della circonferenza
Il moto armonico semplice è un tipo di moto periodico che si può derivare dalla proiezione di un moto circolare uniforme su un diametro della circonferenza, descritto dalle equazioni x(t) = A cos(ωt + φ) per la posizione, v(t) = -Aω sin(ωt + φ) per la velocità, e a(t) = -Aω^2 cos(ωt + φ) per l'accelerazione
00
Sistema di riferimento in cinematica
Insieme di coordinate spaziali e orologio per misurare il tempo, essenziale per descrivere il moto.
01
Traiettoria di un oggetto
Cammino percorso dall'oggetto, descritto matematicamente nel sistema di riferimento.
02
Leggi del moto
Relazioni funzionali tra posizione, velocità e accelerazione che descrivono la variazione della posizione nel tempo.
