La meccanica

Cosa studia la meccanica in fisica

La meccanica studia il moto di un corpo nello spazio. In particolar modo, in fisica la meccanica studia la relazione tra le cause e le caratteristiche del moto di un corpo.
le cause e la dinamica del moto

La meccanica è suddivisa in

  • Cinematica
    La cinematica studia il moto senza indagare sulle cause che lo generano
  • Dinamica
    La dinamica studia il moto e le cause che lo generano
  • Statica
    La statica studia le condizioni di equilibrio

Il moto puntiforme

Uno dei casi più semplici è il moto puntiforme, dove il corpo è un semplice punto materiale ( o particella ) privo di dimensioni.

un esempio di moto puntiforme

Perché si studia il moto puntiforme?

Generalmente si comincia a studiare la meccanica con il moto puntiforme, perché il moto dei corpi solidi è molto più complesso.

Il moto puntiforme fornisce una prima spiegazione fondamentale del moto dei corpi.

Nota. Le leggi del moto puntiforme sono applicate anche per approssimare il moto dei corpi che hanno una dimensione non nulla ma comunque trascurabile rispetto alla dimensione dello spazio e/o alla distanza degli altri corpi che lo circondano. Si tratta ovviamente solo di un'approssimazione ma spesso è utile. Raramente il moto di un corpo è uguale a quello di un punto materiale. Quando accade si parla di traslazione.

Considerando un sistema di riferimento, il punto materiale occupa una posizione nello spazio.

Ogni posizione del moto del punto ha precise coordinate (x,y,z) nello spazio in funzione del tempo.

Esempio

In un semplice sistema di riferimento a una dimensione le coordinate del punto sulla linea sono x(t).

un esempio di moto puntiforme

La funzione che lega la posizione x del punto nello spazio al tempo è detta legge oraria.

Il moto è un moto uniforme se la velocità è costante.

esempio di moto uniforme con velocità costante

E' invece un moto accelerato se la velocità varia nel tempo.

esempio di moto uniformemente accelerato

Nota. L'accelerazione è la variazione della velocità nel corso del tempo. E' un altro concetto base nello studio della meccanica.

Come rappresentare il moto di un punto

Esistono diverse rappresentazioni grafiche del moto.

Nella rappresentazione cartesiana a due dimensioni, ogni punto sul piano è identificato dalle coordinate (x,y) nel tempo dette moti componenti.

l'analisi dei moti componenti

Le coordinate polari. Ogni punto dello spazio può essere descritto anche in forma trigonometrica, moltiplicando il raggio OP per il seno e per il coseno dell'angolo θ. Sono dette coordinate polari.
le coordinate polari del punto sul piano

E' anche possibile studiare lo spostamento da un altro punto di vista, quello della traiettoria.

La traiettoria è il percorso compiuto dal punto nel tempo.

la traiettoria

La traiettoria misura la distanza percorsa dal punto nel tempo a partire da un punto/istante iniziale.

I tipi di moto

I principali tipi di moto del punto materiale nello spazio

E così via.



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