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Moto rettilineo uniforme

Che cos'è il moto rettilineo uniforme?

Tra i vari tipi di moto rettilineo, ovvero quello che avviene lungo una retta con traiettoria rettilinea, il più semplice è quello uniforme.

Il moto rettilineo uniforme è caratterizzato dalla velocità uniforme, ovvero costante, con cui il corpo percorre la propria traiettoria rettilinea; la velocità si indica con la lettera V.

Pertanto:

il moto rettilineo uniforme è il moto di un punto materiale che si sposta lungo una retta con velocità costante.

Formule del moto rettilineo uniforme

La legge oraria che caratterizza il moto rettilineo uniforme è la seguente:

legge oraria del moto rettilineo uniforme

ovvero lo spazio è una funzione lineare del tempo, in tempi uguali sono percorsi spazi uguali.

Per ogni istante di tempo t è possibile dunque predire quale sarà la posizione S assunta nel corpo lungo la retta sulla quale si muove.

Il termine S0 che compare nella legge oraria è lo spazio iniziale in cui si trovava il corpo all'inizio del moto, ovvero lo spazio in corrispondenza di t = 0.

Se lo spazio iniziale coincide con l'origine ovvero S0 = 0 allor all'equazione oraria del moto rettilineo uniforme si riduce a:

s = v x t

Le formule inverse sono le seguenti:

formule inverse del moto rettilineo uniforme

Nel moto rettilineo uniforme la velocità istantanea coincide con la velocità media in quanto lungo tutta la durata del moto essa rimane costante.

Grafico spazio-tempo di un moto rettilineo uniforme

Il grafico spazio tempo di un moto rettilineo uniforme, ovvero il grafico in cui il tempo è riportato sulle ascisse mentre lo spazio sulle ordinate, è una retta che passa o meno dall'origine a seconda che lo spazio iniziale sia nullo (S0 = 0) o meno.

Ad esempio per un corpo che si muove di moto uniforme con velocità costante pari a 0,5 m/s e che parte dalla posizione iniziale S0 = 1 m al tempo t=0, l'equazione oraria sarà:

S(t) = 0,5 · t + 1 e il rispettivo grafico è il seguente:

grafico spazio tempo nel moto rettilineo uniforme

Se invece la velocità del moto è negativa, V < 0, allora la curva rappresentata avrà pendenza verso il basso, cioè sarà del tipo:

grafico spazio tempo nel moto rettilineo uniforme con velocità negativa

Per cui la velocità in un moto rettilineo uniforme rappresenta la pendenza della retta nel grafico spazio tempo: se la velocità è positiva allora la retta è crescente, mentre se la velocità è negativa la retta sarà decrescente.

Inoltre, più è elevata la velocità più la retta è pendente, ovvero cresce più rapidamente. Tradotto in termini fisici: la rapidità con cui varia lo spazio nel tempo è maggiore, come si può osservare nella figura sotto.

grafico spazio tempo nel moto rettilineo uniforme velocita a confronto

Grafico velocità -tempo di un moto rettilineo uniforme

Il grafico velocità - tempo di un moto rettilineo uniforme è invece caratterizzato da una retta orizzontale parallela all'asse x del tipo:

V = cost

in quanto per qualsiasi tempo la velocità assume sempre lo stesso valore.

grafico velocità tempo nel moto rettilineo uniforme

Il grafico velocità-tempo assume un significato molto importante in quanto l'area sottesa dalla curva rappresenta lo spazio percorso.

Trattandosi di un rettangolo, l'area è pari a base x altezza, in cui la base è il tempo e l'altezza la velocità per cui:
S = V · t (con S0 = 0)

Esercizio sul grafico spazio-tempo

Un punto materiale si trova nella posizione iniziale di 1 m dall’origine al tempo t = 0.

Esso si muove con una velocità positiva costante pari a 0,5 m/s.

Scrivere l'espressione matematica che lega la posizione S in funzione del tempo.

Disegnare il grafico spazio-tempo.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sul grafico spazio-tempo in un moto rettilineo uniforme.

Esercizi sul moto rettilineo uniforme

Se ti interessano li trovi qui: esercizi sul moto rettilineo uniforme.

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