un corpo è in - profebenegalileo e la caduta dei gravi galileo dimostrò, invece, che la velocità...
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Il moto dei corpi
Le caratteristiche del moto
Un corpo è in moto se, rispetto ad un sistema di riferimento, cambia la
posizione con il passare del tempo.
Le caratteristiche del moto
Immagina di stare seduto in treno con alcuni amici e che il treno stia andando verso una località di villeggiatura. Puoi dire che ti muovi rispetto ai tuoi amici? Puoi dire che ti muovi rispetto ad un’altra persona che hai lasciato in stazione?
Le caratteristiche del moto
Bisogna sempre precisare rispetto a che cosa (sistema di riferimento) si valuta se un corpo è fermo o in movimento.
Le caratteristiche del moto
La Traiettoria
È il percorso seguito da un corpo in movimento, può essere curvilinea o rettilinea.
Le caratteristiche del moto
Lo Spazio
È la lunghezza della traiettoria percorsa dal corpo in movimento.
Le caratteristiche del moto
Il Verso
Immagina di viaggiare sull’autostrada Roma-Firenze, ebbene puoi muoverti sia da Roma a Firenze che da Firenze a Roma. L’autostrada rappresenta la traiettoria ma occorre precisare in quale dei due sensi, o versi, la stai percorrendo.
Le caratteristiche del moto
Il Tempo
Il viaggio sull’autostrada dipenderà anche dal tempo che impiegherai per arrivare a destinazione: maggiore sarà il tempo impiegato minore sarà stata la velocità con cui ti sei spostato.
La velocità
Si chiama velocità di un corpo lo spazio percorso nell’unità di tempo. Se un’automobile percorre in un’ora un tragitto di 80 km, a quale velocità si è mossa?
La velocità
Un corpo in moto difficilmente si muove sempre alla stessa velocità. Pertanto ci si deve riferire ad una velocità media (s/t). La velocità istantanea invece è quella che si riferisce ad un tempo brevissimo.
Se un corpo percorre spazi uguali in tempi uguali la sua velocità è costante e si dice che il corpo si muove di moto uniforme.
L’accelerazione
È difficile che un’auto mantenga la stessa identica velocità per un’ora: andrà in certi tratti più veloce, in altri più piano. Qualunque variazione di velocità si chiama accelerazione. Un’accelerazione positiva è un aumento di velocità, un’accelerazione negativa, o decelerazione, è una diminuzione della velocità.
L’accelerazione
Il valore dell’accelerazione si calcola dividendo la differenza tra la velocità finale e quella iniziale per il tempo in cui è avvenuta la variazione di velocità.
L’accelerazione si misura in m/s2 (metri al secondo quadrato).
Il moto uniformemente accelerato
Un corpo si dice che si muove di moto uniformemente accelerato se la sua
accelerazione, in un determinato tempo, è costante.
Quindi la sua velocità aumenta costantemente per ogni intervallo di tempo.
La legge oraria del moto uniformemente accelerato
S=S0+V0.t+1/2 a.t2
Che diventa:
S=1/2 a.t2
Se il corpo parte da fermo
I corpi in caduta libera
La foto mette in evidenza come un corpo (pallina) lasciato cadere aumenta la velocità man mano che scende in caduta libera ovvero si muove con un moto accelerato.
I corpi in caduta libera
Il valore dell’accelerazione di qualsiasi corpo in caduta libera è di 9,8 m/s2 in un secondo. Questa accelerazione è detta accelerazione di gravità ed è indicata con la lettera g.
I corpi in caduta libera
Dire che un corpo si muove di moto uniformemente accelerato con una a= 9,81m/s2 (in questo caso
quindi in caduta libera), significa affermare che la sua velocità aumenta di 9,8 m/s ogni secondo. Cioè dopo 10 secondi la sua velocità sarà di 9,81 . 10= 98,1 m/s che, moltiplicato per 3,6 (cefficiente di
trasformazione da m/s a Km/h), darà 353,16 Km/h !!!
Ai tempi di Galileo venivano seguite le idee di Aristotele, il quale sosteneva che la velocità di caduta dei corpi è proporzionale alla massa, ovvero che i corpi più sono pesanti più cadono velocemente.
Galileo e la caduta dei gravi
Galileo e la caduta dei gravi
Galileo dimostrò, invece, che la velocità di caduta di un
corpo non dipende dalla sua massa ma dal tempo: tutti i corpi cadono con la stessa
velocità e la velocità è proporzionale al tempo
trascorso da quando il moto è iniziato.
Galileo e la caduta dei gravi
Galileo smantella l’ipotesi di Aristotele con dei ragionamenti: Egli suppone di avere due oggetti
di diverso peso (ad es. di 10 kg e 5 kg) che, secondo Aristotele, lasciati cadere a terra dalla stessa altezza, dovrebbero
toccare terra in momenti diversi.
Galileo e la caduta dei gravi
Galileo immagina, quindi, di formare con i due oggetti un corpo unico (15 kg). Secondo Aristotele il nuovo corpo, essendo più pesante, dovrebbe cadere con velocità maggiore del corpo più pesante di partenza (10 kg).
Galileo e la caduta dei gravi
In base all’ipotesi di Aristotele è però anche vero che l’oggetto più
leggero tenderà a rallentare quello più veloce e che la velocità del corpo unico sarà quindi intermedia rispetto
alle due singole velocità.
Galileo e la caduta dei gravi
Poiché le due conclusioni, corrette da un punto di vista logico, portano a conclusioni contrastanti, evidentemente l’ipotesi iniziale è errata.
Galileo e la caduta dei gravi
Galileo dimostra che la differenza di velocità di caduta comunemente osservata è dovuta alla presenza dell’aria.
Se non ci fosse l’aria tutti i corpi cadrebbero alla stessa velocità!
Galileo e la caduta dei gravi
Non avendo i mezzi per fare il vuoto, Galileo “rallenta” la caduta di un corpo utilizzando il piano inclinato lungo il quale i corpi cadono soggetti solo alla forza di gravità, ma rallentati.
Galileo e la caduta dei gravi
Galileo verifica così che tutti i corpi, indipendentemente dal loro peso, cadono percorrendo la stessa distanza nello stesso tempo.
Galileo e la caduta dei gravi
L’importanza dei risultati di Galileo sta soprattutto nella sua capacità di studiare il
fenomeno della caduta dei gravi isolandolo da tutti gli elementi “di disturbo” che non sono
necessari alla sua comprensione.
Questo metodo di operare è caratteristico del metodo scientifico.
Il pendolo
Se osservi un orologio a pendolo ti accorgerai che la massa legata all’asta percorre una traiettoria curvilinea.
Il pendolo
Con lo stesso tipo di movimento detto moto pendolare, si muove un corpo sospeso a un filo e libero di oscillare.
Il pendolo è qualunque massa sospesa a un filo.
Il pendolo
Si può misurare il tempo che la massa impiega a passare da B a C e ritorno, ovvero il tempo di un’oscillazione completa.
Il pendolo
Si scopre così che il tempo per una oscillazione completa è pressoché costante, il rallentamento è praticamente impercettibile. Proprio per questo motivo il pendolo viene usato per misurare il tempo.
Il pendolo
Il tempo costante impiegato dalla massa di un pendolo a compiere una oscillazione completa si chiama periodo.
Il pendolo
Se si confrontano i periodi di pendoli costruiti con fili di diversa lunghezza, si osserva che quelli con filo più lungo sono più lenti, cioè hanno un periodo maggiore.
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