Unita di misura velocita periferica
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Velocità lineare o tangenziale
Il concetto quotidiano di velocità nasce quando apprezziamo quanto velocemente o lentamente si muove un corpo. In qualche modo mettiamo in relazione lo spostamento fatto con il tempo investito in esso. In questa sezione spiegheremo cos’è la velocità fisica, conosciuta anche come velocità istantanea o, semplicemente, velocità. Per capirlo bene, vi consigliamo di leggere prima la sezione in cui presentiamo la velocità media.
La velocità istantanea o semplicemente la velocità è definita come il limite della velocità media quando l’intervallo di tempo considerato tende a 0. È anche definito come la derivata del vettore posizione rispetto al tempo. La sua espressione è data da:
Cosa succede quando sono molto vicini? Che lo spazio percorso è praticamente uguale al modulo del vettore di spostamento. In particolare, se il tempo trascorso tra le 2 posizioni tende a 0, esse sono esattamente uguali. Questa approssimazione è quella utilizzata per calcolare la velocità in un istante.
Esempi di velocità tangenziale
Quindi, per raggi diversi e alla stessa velocità angolare, il mobile si muove a diverse velocità tangenziali. Più grande è il raggio e lo stesso numero di giri al secondo, più grande è la traiettoria del mobile, perché il perimetro della circonferenza è maggiore e quindi anche la velocità tangenziale è maggiore.
In MCU la velocità tangenziale è costante (in modulo) per lo stesso punto. Maggiore è la distanza dall’asse, maggiore è la velocità tangenziale. La sua direzione varia continuamente, avendo sempre la stessa direzione della linea tangente al punto in cui si trova il mobile.
Velocità lineare
La velocità angolare è una misura della velocità di rotazione. È definito come l’angolo ruotato per unità di tempo ed è designato dalla lettera greca ω. La sua unità nel Sistema Internazionale è il radiante al secondo (rad/s).
Sebbene sia definito per il moto rotazionale del solido rigido, si usa anche nella cinematica della particella o del punto materiale, specialmente quando si muove lungo una traiettoria chiusa (circolare, ellittica, ecc.).
Per un oggetto che ruota intorno a un asse, in ogni punto del percorso, l’oggetto ha la stessa velocità angolare. La velocità tangenziale di qualsiasi punto è proporzionale alla sua distanza dall’asse di rotazione. Le unità della velocità angolare sono i radianti/secondo, quindi il suo valore istantaneo è definito dalla derivata:
Nel caso di un moto piano generale non circolare, la velocità angolare deve sempre essere definita rispetto a un punto. Per esempio, quando si studia l’orbita della terra rispetto al sole, il punto più appropriato sarà il fuoco dell’ellisse dove si trova il sole.
Unità di misura della velocità angolare
Questo implica che il periodo e la frequenza sono inversamente proporzionali, cioè: se la frequenza aumenta, il periodo diminuisce; in altre parole, quando la frequenza diminuisce, il corpo impiega più tempo per fare una rivoluzione.Queste unità sono anche note come: Hertz o Hertz (Hz).Velocità nel moto circolare.
Velocità lineare o tangenziale (V): è la velocità con cui il corpo viaggia lungo il perimetro della circonferenza. Ricordiamo che la grandezza di questa velocità è costante, il perimetro di un cerchio è: ( ; dove “r” è il raggio ), e il tempo necessario al corpo per fare una rivoluzione è chiamato periodo ( T ).
Accelerazione centripeta (ac): anche se in questo movimento la grandezza della velocità è costante. La direzione e il senso del vettore cambiano durante il percorso; questo permette l’esistenza di un’accelerazione, chiamata accelerazione centripeta. Questa accelerazione punta verso il centro della curva ed è perpendicolare al vettore velocità, come mostrato nel seguente grafico: Matematicamente l’accelerazione centripeta si esprime come: