Cinematica: Le Basi 🧱

In questo video parleremo delle basi della cinematica, le grandezze fisiche utilizzata, la traiettoria e la legge oraria! Questo video è fondamentale e propedeutico per comprendere appieno tutti i moti della cinematica che verranno spiegati nei prossimi video! Buona visione (e ricordati di iscriverti al canale!) 😉

La cinematica studia il moto dei corpi a prescindere dalle cause (cioè le forze) che lo determinano. Una definizione importante per lo studio della cinematica è quella di punto materiale. Un punto materiale è la “semplificazione” di un corpo, ovvero l’idea di considerare un corpo non nella sua effettiva forma e volume ma schematizzato in un unico punto che contiene l’intera massa del corpo. Per conoscere la posizione di un corpo nel tempo, bisogna individuare un sistema di riferimento che abbia l’origine fissa nel tempo, di conseguenza un sistema di assi cartesiane attraverso il quale esprimere le coordinate del punto materiale. La posizione del punto, quindi, può essere individuata tramite una tripla di coordinate 𝑃 = (𝑥𝑝,𝑦𝑝,𝑧𝑝), che può anche essere visto come un vettore 𝑟, detto vettore posizione, avente primo estremo coincidente con l’origine del sistema di coordinate e secondo estremo il punto 𝑃.
Se la posizione del punto materiale cambia nel tempo si dice che è in moto, altrimenti è in stato di quiete. Le grandezze della cinematica sono tre: lo spostamento, la velocità e l’accelerazione. La velocità si misura in metri al secondo e si calcola dal rapporto tra Δ𝑥, vale a dire la differenza tra la posizione finale e quella iniziale del corpo, e il Δ𝑡, ovvero la differenza tra il tempo finale ed il tempo iniziale.
L’accelerazione invece si calcola dal rapporto tra Δ𝑣, ovvero la differenza tra velocità finale e iniziale, e Δ𝑡. Sia la velocità che l’accelerazione sono grandezze vettoriali, ovvero un’accelerazione e una “frenata” avranno segno algebrico opposto. Vanno poi introdotti due concetti fondamentali: quello di traiettoria e di legge oraria.
Si consideri un punto 𝑃 = (𝑥0,𝑦0), che si muove nel piano cartesiano e ha coordinate 𝑃′ = (𝑥1,𝑦1) e 𝑃′′ = (𝑥2,𝑦2) agli istanti 𝑡1 e 𝑡2. In questo modo le posizioni di 𝑃 formeranno una linea continua, chiamata traiettoria. Per descrivere la traiettoria di un punto, quindi, è sufficiente tracciare una
spezzata che colleghi le sue varie posizioni nel tempo. La legge oraria invece associa ad ogni istante 𝑡 il corrispondente valore di 𝑠.

Nel piano cartesiano viene rappresentata da un’equazione che come 𝑥 ha il tempo, e come 𝑦 la posizione del punto, ovvero una funzione del tipo 𝑠 = 𝑓(𝑡). Attenzione a non confondere il grafico della traiettoria con
quello della legge oraria, sono due cose fondamentalmente diverse!