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Il moto circolare uniforme è un moto periodico di un punto materiale che percorre archi uguali in tempi uguali e si muove su una traiettoria circolare.
NB Non diciamo che il punto si muove con velocità costante perchè affichè si possa muovere con velocità costante, oltre al modulo, dovrebbe avere anche direzione e verso contante, ma in un moto circolare la direzione ed il verso sono diversi in ogni punto!
Nel moto circolare uniforme troviamo il periodo e la frequenza: il periodo (t) è il tempo necessario per fare un giro completo di circonferenza; la frequenza (f) è il numero di periodi che il moto compie in un’unità di tempo. Nel SI il periodo si misura in secondi (s), la frequenza in s-1 (o 1/s), a cui si è dato il nome di herts (Hz).
PS come si può notare nella figura il raggio vettore r nel punto A è sempre perpendicolare alla velocità istantanea nello stesso punto A.
Il punto materiale che si muove di moto circolare uniforme sulla circonferenza possiede velocità e accelerazione.
La velocità tangenziale, ovvero il vettore velocità tangente alla circonferenza, risulta
v = 2 π r / t
dove v è la velocità tangenziale, r il raggio, t il periodo.
Nel SI le velocità si misurano in metri al secondo (m/s) per cui anche la velocità tangenziale relativa al moto circolare uniforme si misura in m/s.
Esiste un’altra velocità relativa a questo moto: la velocità angolare. Si definisce velocità angolare il rapporto tra l’angolo spazzato e il tempo impiegato per spazzare tale angolo. La formula è
ω = 2 π / Δ t
nella quale ω è la velocità angolare, Δ t è la variazione del tempo.
Nel SI le ampiezze degli angoli si misurano in radianti (rad), quindi la velocità angolare si misura in radianti al secondo (rad/s).
Un punto che si muove di moto circolare uniforme è soggetto ad un’accelerazione vettoriale rivolta sempre verso il centro della circonferenza. Infatti è detta accelerazione centripeta ovvero . La legge oraria è
ac = v2 / r
dove ac è l’accelerazione centripeta, v la velocità tangenziale, r il raggio della circonferenza.
oppure
ac = ω2 r
nella quale ac è l’accelerazione centripeta, ω la velocità angolare, r il raggio della circonferenza.
Come l’accelerazione centripeta “punta” verso il centro della circonferenza, è bene sapere che esiste un’accelerazione che, invece, tende a mare il corpo all’esterno della circonferenza. Questa accelerazione è detta centrifuga. La formula è la medesima dell’accelerazione centripeta, preceduta da un segno “-” perchè appunto è opposta al vettore di qulla centripeta.
Nel SI, come tutte le accelerazioni, anche questa si misura in metri al secondo quadrato (m/s2).
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