Il moto di un corpo può essere:
unidimensione (se avviene su una retta);
bidimensionale (se avviene su un piano);
tridemensionale (se avviene nello spazio).
A seconda della velocità del corpo, vengono classificati due tipi di moto:
moto uniforme (quando la velocità è costante);
moto vario (quando la velocità varia nel tempo).
Inoltre, può essere fatta un'ulteriore classificazione sui moti uniformi, a seconda della traiettoria disegnata dal corpo:
moto rettilineo uniforme (se la traiettoria è una retta);
moto curvilineo uniforme (se la traiettoria è una curva qualsiasi) .
In questo capitolo trattiamo il moto rettilineo uniforme. In un moto rettilineo uniforme, lo spazio percorso da un corpo a velocità costante v in un intervallo di tempo :
dove :
in cui indichiamo con il punto da cui comincia il moto all'istante , mentre il punto in cui si ferma il moto all'istante .
Dall'equazione (1) possiamo scrivere:
L'equazione (2) permette di definire le dimensioni e quindi l'unità di misura della velocità:
lo spazio percorso ha le dimensioni di una Lunghezza ed è misurata nel Sistema Internazionale (SI) in metri m;
il tempo impiegato ha le dimensioni di un Tempo ed è misurato nel S.I. in secondi s;
la velocità v ha quindi le dimensioni di ed è misurata quindi nel S.I. in metri al secondo .
Poniamo il moto in un sistema di coordinate x,y. Denominiamo con l'istante in cui inizia il moto e con la distanza dall'origine all'instante .
Dall'equazione (1) possiamo scrivere:
L'equazione (3) è detta equazione del moto rettilinea uniforme, o anche, legge oraria del moto rettilineo uniforme.
Notiamo che questa è l'equazione di una retta e di inclinazione prorio la velocità v, quindi maggiore sarà l'inclinazione e più alta sarà la velocità (Figura 3)
Possono esserci casi in cui un moto può essere visto come una sequenza di moti uniformi (Figura 5).
Calcoliamo lo spazio percorso nel primo tratto da :
E facciamo lo stesso per gli altri due intervalli:
Sommiamo i vari spazi percorsi nei vari intervalli, in modo da ottenere tutto lo spazio percorso complessivo::
Sommiamo anche tutti gli intervalli di tempo, in modo da ottenere il tempo complessivo:
Possiamo, quindi, calcolare la velocità media:
Si ottiene quindi la velocità media per un moto a tratti uniforme:
Possiamo dare un'interpretazione vettoriale del moto rettilineo uniforme. Consideriamo allora un punto P che si muove nello spazio e poniamolo in un sistema di riferimento rispetto al quale valutare il moto, scegliamo in questo caso il sistema di assi cartesiani Oxyz. Prendiamo in considerazione un intervallo di tempo e i vettori posizione (o locali) , del punto negli istanti e . Possiamo calcolare il vettore spostamento, cioè .
Si definisce come velocità media del punto nell'intervallo :
Possiamo, in maniera analoga a quanto fatto sopra, dedurre la legge oraria in forma vettoriale del moto rettilineo uniforme. Consideriamo un punto che si muove con vettore velocità costante, prendiamo un istante di tempo iniziale e il vettore posizione iniziale e il secondo istante lbero e il vettore posizione in tale istante .
Quindi la legge oraria in forma vettoriale del moto rettilineo uniforme è: