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concetti fondamentali per la descrizione del moto
1. Punto materiale, traiettoria, legge oraria
Modello di punto materiale
Lo studio del moto dei corpi richiede la conoscenza della posizione del
corpo istante per istante. Questa richiesta appare però ambigua: solita-
mente un corpo ha un’estensione
e quindi lo studio completo del
moto di un corpo dovrebbe com-
portare lo studio delle posizioni
di tutte le sue parti. Si pensi, ad
esempio, al movimento di un ci-
clista che percorre una strada ret-
tilinea (
Figura 1
).
Tutte le parti del corpo del cicli-
sta e della bicicletta sono in movi-
mento ma con caratteristiche che
possono essere completamente
diverse. Ad esempio la testa del
ciclista e il telaio della bicicletta
procedono in linea retta, mentre
le gambe del ciclista e le ruote
della bicicletta eseguono un moto
circolare. Se, però, siamo interes-
sati semplicemente ad una valuta-
zione della velocità con la quale il
ciclista si muove sulla strada, possiamo rappresentare ciclista e bicicletta
come un solo punto geometrico e valutare lo spazio percorso da tale punto
in un certo tempo.
In questa Unità ci limiteremo a considerare il movimento di quei corpi reali
che sono rappresentabili come
punti geometrici
. Successivamente, asse-
gneremo a questi punti una massa pari a quella del corpo che rappresentano
e li denomineremo
punti materiali
.
Traiettoria
Nel suo movimento, il punto materiale occupa via via punti dello spazio
che definiscono una linea continua dalle forme più svariate.
Questa linea viene denominata
traiettoria
del punto in moto.
La traiettoria di un punto materiale è un modello di un cammino reale
quanto il punto materiale è un
modello di un corpo reale. Di fat-
to un corpo esteso in movimento
produrrà traiettorie con un’esten-
sione, come si può vedere ad
esempio in
Figura 2.
La definizione di traiettoria ora pro-
posta si approssima però tanto più
alla realtà quanto più piccoli sono i
corpi in movimento (
Figura 3
).
Figura 2
Nel suo movimento la
coccinella lascia sulla sabbia
una traccia estesa che definisce
con discreta approssimazione la
traiettoria da essa seguita.
Figura 3
Traiettorie di
microscopiche particelle
evidenziate in “camere a
bolle”. In questo caso le tracce
visibili individuano con ottima
approssimazione le traiettorie
delle diverse particelle.
Figura 1
Il ciclista e la bicicletta
si spostano lungo la strada
in direzione orizzontale e con
velocità costante, ma qual è il
moto di una ruota della bicicletta
e quale il moto della valvola di
una ruota?
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