Moto rettilineo: la guida completa sulle definizioni e leggi orarie
In Fisica si studiano diversi tipi di movimento, ma quello più semplice come dinamica e formule è il moto rettilineo uniforme. Come suggerisce il nome si tratta di uno spostamento che arriva in linea retta (e non curva come per il moto circolare). In più non è presente accelerazione in quanto non cambia la velocità.
Un esempio di questo moto è quello dei raggi luminosi che si muovono ad una velocità costante pari a circa 300.000 km al secondo. Imparare questo argomento è utile sia per comprendere le basi della dinamica sia perché è ricorrente nei test di ammissione alle facoltà STEM. E naturalmente nella prova di ammissione a Medicina e Chirurgia.
Il moto rettilineo uniforme: definizione e legge oraria
La definizione di questo tipo di moto afferma che si tratta dello spostamento di un punto materiale o di un corpo lungo una direzione definita e con velocità costante. Questa direzione è una linea retta, senza curve o spostamenti, e il corpo non accelera né rallenta mai durante il suo moto. Un po’ come se si fosse su una strada senza alcun ostacolo e con un limite stabilito.
La legge oraria del moto rettilineo uniforme è l’equazione che esprime la relazione fra le grandezze spazio e tempo e dunque come l’una possa influenzare l’altra. L’equazione per la precisione è s = v(t – ti) + si. Nel dettaglio:
–s è lo spazio che si percorre.
– v è la velocità costante a cui si muove il corpo che si sta esaminando.
– t è il tempo finale mentre ti quello iniziale. La loro differenza rappresenta il periodo dove si è osservato il movimento del corpo.
–si è lo spazio iniziale o meglio il punto da cui il corpo o il mezzo parte. In alcuni casi si scrive anche come s0. (spazio zero).
Questa legge oraria se il tempo iniziale ossia ti è considerato uguale a zero (istante zero) allora si può abbreviare nella forma s = vt + si, quindi considerando solo il tempo trascorso. Se anche si ha valore nullo allora si scrive solo s = vt.
Le formule inverse per la velocità e il tempo
Badandoci sull’equazione vista sopra per il moto rettilineo uniforme basta poco a ricavarsi le formule per la velocità e il tempo. La legge oraria è in funzione dello spazio, ma in alcuni problemi questo ci è noto e una di queste due grandezze invece no.
Per la velocità si usa v = (s- si)/(t – ti), quindi il rapporto tra lo spazio percorso e il lasso di tempo che è servito per coprire quella distanza. Se infatti assumiamo che sia il tempo che lo spazio iniziali siano pari a zero la relazione cambia in v =s/t, come siamo più abituati a vederla.
Invece per riuscire a ricavarsi il valore del tempo noti lo spazio e la velocità si utilizza t = (s – si)/v + ti. Quindi il rapporto fra lo spazio percorso e la velocità più il tempo iniziale in caso sia diverso da zero è t = s/v.
Alcune considerazione aggiuntive riguardano i concetti di velocità istantanea e velocità media. Nel moto rettilineo uniforme infatti queste due misure coincidono perché non vi sono variazioni, né si accelera né si rallenta. Così non è invece nel caso del moto uniformemente accelerato dove la velocità è diversa in ogni istante.
Esercizio semplice sul moto rettilineo uniforme
Per prima cosa la velocità va convertita da km/h a metri/secondo. Il calcolo è semplice e prevede semplicemente di dividere i km/h indicati per il valore 3,6. Quindi la prima moto procede a circa 16,1 m/s mentre il secondo motociclista invece passa a una velocità che ammonta a 25,6 m/s.
A questo punto bisogna considerare lo spostamento necessario perché i due si incontrino. Secondo il moto rettilineo uniforme questo è uguale a 25,6t per la seconda moto mentre per la prima a 16,1(t + 55). Dato che voglio sapere tra quanto tempo i due si troveranno vicini non devo fare altro che metterle a confronto. Quindi procedo così:
25,6t = 16,1 (t + 55)
885, 5 + 16,1 t = 25,6 t
A questo punto considero t come se fosse l’incognita x e risolvo l’equazione di primo grado:
885,5 = 9,5t
t = 885,5 : 9,5 = 93,2 secondi.
Le due moto si troveranno dopo un minuto e 32 secondi dal momento in cui la seconda è passata davanti alla stazione di servizio.
