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Quantità di moto



Immaginate un calciatore che intercetta la palla e lo reindirizza (vedi Figura 1).


Figura 1: calciatore calcia il pallone.



Il pallone subisce una forza per un tempo breve.. Il prodotto della forza e del tempo è chiamato impulso:




Notiamo che se la palla è più pesante bisognerà applicare una forza più grande per reindirizzarla, lo stesso se la velocità è più alta. La grandezza che tiene conto di questo è la quantità di moto:




È un vettore. Esso ha una dimensione (che è uguale al prodotto della massa e della velocità), direzione (come quella della velocità) e un verso a seconda del valore della velocità.


Impulso e quantità di moto



L'impulso e la variazione della quantità di moto sono strettamente correlati. Diamo un'occhiata a questo rapporto con maggiore precisione.


Su un corpo di massa m è applicata una forza F, dalla seconda legge di newton:



Anche attraverso le equazioni abbiamo trovato quello che abbiamo intuito nell'introduzione: L'impulso () è quello che causa il cambiamento della quantità di moto (). Graficamente questo è illustrato nella figura 2:



Figura 2: Lo slancio cambiamento corpo impulso.



L'impulso è pari ad una variazione della quantità di moto:




La variazione di Q è:




dove la quantità di moto prima dell'urto, dopo .



Esempio

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Conservazione della quantità di moto



La legge della conservazione della quantità di moto dice che


La legge della conservazione della quantità di moto:


In un sistema isolato la quantità di moto si conserva.



Nota: Un sistema isolato è una porzione di spazio in cui non agiscono forze provenienti dall'esterno.


Quello che ci dice questa legge è che:




Ossia:




Dove e sono rispettivamente la quantità di moto del sistema prima e dopo l'urto.


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Urti



Con il termine urto si indica la collisione che avviene tra due o più corpi. Esistono tre tipi di urti e sono:

  • urto elastico;

  • urto anelastico

  • urto completamente anelastico

Gli urti possono essere classificati tramite la regola di Newton che dice:

la velocità dei corpi dopo l'urto è direttamente proporzionale a quella precedente l'urto attraverso un coefficiente dipendente dal materiale dei corpi :




Con . Se l'urto è detto completamente anelastico; se l'urto è detto elastico, altrimenti anelastico.


Urti elastici



Un urto elastico (chiamato anche urto ideale) è una collisione nella quale si mantiene costante l'energia cinetica complessiva e la quantità di moto, cioè vale:




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Urti completamente anelastici



Un urto anelastico è la collisione in cui i corpi rimangono attaccati insieme dopo l'urto. L'energia cinetica dei corpi che collidono non si conserva ma si conserva la quantità di moto e vale:




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redattore del materiale didattico: Alessandro Dell'Orto