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Formule del moto circolare uniforme

Frequenza

    \[f={1\over T}={numero\:di\;giri\over tempo\:necessario\:a\:fare\:i\:giri}\]

Periodo

    \[T={1\over f}\]

Velocità (tangenziale)

    \[v={2\pi r\over T}=\omega r\]

Velocità angolare

    \[\omega={\Delta \alpha\over \Delta t}={2\pi\over T}={v\over r}\]

Accelerazione centripeta

    \[a_c={v^2\over r}=\omega^2 r\]

1 – La frequenza rappresenta l’inverso del periodo e dal punto di vista del moto rappresenta quanti giri vengono fatti in un secondo e la sua unità di misura è s^{-1}=Hz.

2 – Il periodo rappresenta il tempo necessario per compiere un giro e la sua unità di misura è il s.

3 – La velocità tangenziale rappresenta la velocità con cui il punto materiale percorre la traiettoria circolare, per cui il modulo di tale velocità sarà

    \[v={\Delta s\over \Delta t}={2\pi r\over T}\]

dove ricordiamo che la formula 2\pi r permette di calcolare la lunghezza della circonferenza, mentre T è il periodo, ossia il tempo necessario a percorrere un giro.

4 – La velocità angolare è la velocità con cui vengono percorsi gli angoli all’interno di un moto circolare. A differenza della velocità tangenziale non dipende dal raggio della circonferenza. Siccome rappresenta la velocità con cui varia l’angolo si definisce con la formula

    \[\omega={\Delta \alpha\over \Delta t}\]

5 – L’accelerazione centripeta è l’accelerazione che nei moti circolari determina il cambiamento del vettore velocità. Nei moti circolari uniformi, dove il modulo della velocità è costante, l’accelerazione centripeta determina la variazione della direzione del vettore velocità e ha modulo uguale a

    \[a_c={v^2\over r}=\omega^2 r\]

Formule del moto uniformemente accelerato

Il moto uniformemente accelerato ha tipicamente soltanto due formule:

Definizione di accelerazione

    \[a={\Delta v\over \Delta t}\]

Legge oraria

    \[x(t)=x_0+v_0\cdot t+{1\over 2}\cdot a\cdot t^2\]

Unione delle formule precedenti

    \[\Delta x={v_f^2-v_i^2\over 2a}\]

1- la definizione di accelerazione (che è uguale alla accelerazione media e all’accelerazione istantanea siccome è costante)

    \[a={\Delta v\over \Delta t}={v_f-v_i\over t_f-t_i}\]

dove a numeratore troviamo la variazione di velocità \Delta v=v_f-v_i velocità finale meno velocità iniziale, mentre a denominatore troviamo il tempo necessario per ottenere tale variazione.

2- la legge oraria.

    \[x(t)=x_0+v_0\cdot t+{1\over 2}\cdot a\cdot t^2\]

La legge oraria di un moto è una formula che descrive la posizione del corpo in funzione del tempo. In questa formula

  • x(t) è la posizione del corpo all’istante di tempo t,
  • x_0 è la posizione del corpo all’istante iniziale t=0\:s,
  • v_0 è la velocità del corpo all’istante iniziale t=0\:s,
  • t è la nostra incognita e rappresenta l’istante di tempo in cui desidero conoscere la posizione del corpo,
  • a è l’accelerazione del corpo

3- Nonostante le formule siano soltanto queste due risulta molto utile anche la seguente formula

    \[\Delta x={v_f^2-v_i^2\over 2a}\]

ottenuta mettendo a sistema la prima e la seconda formula. Questa formula ci permette di capire la distanza percorsa da un corpo \Delta x conoscendo le velocità di partenza v_i e arrivo v_f e la sua accelerazione a.