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[¯|¯] Cinematica del punto materiale

Dicembre 11th, 2019 | by Marcello Colozzo |

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Fig. 1

Introduzione

La cinematica studia le caratteristiche del moto a prescindere dalle sue cause. Quest'ultime sono oggetto di studio della dinamica, mentre la statica contempla il caso speciale di corpi in equilibrio.
Cinematica, dinamica e statica, costituiscono quella parte della Fisica denominata Meccanica.

Punto materiale

Il problema che si apre consiste nello schematizzare un corpo (in quiete o in movimento) attraverso un opportuno ente geometrico. È chiaro che una tale schematizzazione dipende dal sistema meccanico in istudio. Ad esempio, nel caso del moto della Terra intorno al Sole, è sufficiente rappresentare la Terra mediante un punto geometrico. Ciò perché le dimensioni lineari del pianeta sono trascurabilmente piccole rispetto alle distanze percorse.








In generale, denotando con λ le dimensioni lineari di un corpo materiale C, se λ << d ove d è l'ordine di grandezza delle dimensioni lineari della regione di spazio in cui si realizzano i possibili movimenti di C, possiamo schematizzare quest'ultimo attraverso un qualunque suo punto. In altri termini, anziché considerare il moto di C nel suo insieme, si focalizza l'attenzione su un suo punto per così dire, rappresentativo. Chiamiamo punto materiale un siffatto punto.

Sistema di riferimento

L'essenza del moto è intrinsecamente relativa, nel senso che il moto di un qualunque punto materiale deve riferirsi alla posizione di corpi assegnati. Possiamo, in tal modo, misurare la distanza percorsa dal predetto punto materiale in funzione del tempo. Più precisamente, si assegna un opportuno sistema di coordinate che chiamiamo sistema di riferimento. Per quanto precede, la scelta di un siffatto sistema è una questione di convenienza e spesso sono le cosiddette "simmetrie" del problema fisico che suggeriscono il sistema di coordinate (cartesiano, sferiche, cilindriche).
Altre volte, invece, sono le modalità con le quali si realizza il moto a suggerire la scelta più semplice del sistema di riferimento. Ad esempio, nel caso di un punto P vincolato a muoversi su una traiettoria assegnata γ (curva piana o sghemba), è intuitivamente ovvio assumere come posizione del punto la sua ascissa curvilinea, ossia la lunghezza s dell'arco di curva compreso tra un'origine O assegnata e la posizione corrente P, come mostrato in fig. a patto di aver definito un verso positivo su gamma;



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