La cinematica: definizione

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Cinematica: definizione e formule. La cinematica ha per oggetto le proprietà geometriche del movimento; comprende pertanto la cinematica del punto e la cinematica dei sistemi rigidi. Moto relativo, accelerazione e composizione dei movimenti (5 pagine formato doc)

CINEMATICA: DEFINIZIONE

Cinematica.

La cinematica ha per oggetto le proprietà geometriche del movimento; comprende pertanto la cinematica del punto e la cinematica dei sistemi rigidi. D'Alembert riconobbe l'importanza di questa parte della meccanica come scienza distinta, e Ampère per primo mostrò la necessità di formulare una teoria geometrica a fondamento della dinamica. La descrizione del movimento di un punto o di un sistema avviene individuandone la posizione in ogni istante, cioè determinando il modo di variare nel tempo della sua configurazione nello spazio.
A questo scopo è necessario innanzi tutto assegnare un ente di riferimento rispetto al quale descrivere il moto: anzi il concetto stesso di moto o di quiete richiede che si stabilisca l'oggetto rispetto al quale il corpo considerato risulta in moto o in quiete. Nella cinematica classica viene assegnato solo il sistema di riferimento spaziale rispetto al quale è descritto il moto, mentre il tempo è assunto come un parametro universale, indipendente dal sistema di riferimento spaziale; la cinematica relativistica ha superato questa impostazione e ha stabilito un nuovo significato della variabile tempo, che risulta strettamente legata alla posizione nello spazio, attraverso una mutata definizione operativa dei concetti di simultaneità, futuro, passato.

Cinematica e dinamica: definizione di fisica


CINEMATICA FORMULE

Le leggi formulate dalla cinematica classica e relativistica devono quindi soddisfare esigenze diverse, poiché dipendono da concezioni diverse del sistema di riferimento: nel caso classico, si richiede che esse abbiano la stessa formulazione quando siano espresse in sistemi di riferimento che si muovono di moto rettilineo uniforme l'uno rispetto all'altro, ma per i quali il tempo è lo stesso. Per le proprietà di invarianza richieste dalla teoria relativistica.
Cinematica del punto. Tutte  le volte che le dimensioni del mobile sono praticamente trascurabili rispetto a quelle della regione entro cui si svolge il movimento, conviene trattare il corpo stesso come un punto. Questa parte della cinematica studia quindi il caso ideale di un punto mobile e si propone di determinare la funzione P = P(t) che individua la posizione del punto P in ogni istante di tempo t, rispetto a un sistema di riferimento assegnato (per la formulazione analitica della teoria, si usano quasi sempre sistemi di riferimento cartesiani, oppure coordinate polari o cilindriche).

Cinematica: riassunto di fisica


CINEMATICA FISICA

Il luogo delle posizioni occupate dal punto nello svolgersi del tempo è la traiettoria, che può essere o rettilinea o curvilinea; nel caso particolare in cui sia contenuta in un piano, il moto si dice piano. Per caratterizzare il moto è necessario anche descrivere il modo in cui la traiettoria è percorsa durante il tempo: se s è la lunghezza del tratto di traiettoria percorso, interessa la sua dipendenza dal tempo, espressa dalla funzione s = s(t) (equazione del movimento sulla traiettoria o equazione oraria). Quando lo spazio percorso non cresce in modo costante nel tempo, occorre anche precisare la legge della sua variazione: si introduce così il concetto di velocità; quest'ultima è una grandezza vettoriale definita dalla relazione
essendo P = P(t) l'equazione del moto del punto P. Poiché anche la velocità può variare nel tempo, si introduce l'accelerazione
che serve a caratterizzare ulteriormente il moto. Tanto la velocità quanto l'accelerazione sono direttamente connesse a proprietà geometriche della traiettoria: la velocità è sempre un vettore tangente a quest'ultima, mentre l'accelerazione ha una componente tangenziale (che si annulla per tutti i moti uniformi, cioè con velocità di modulo costante, qualunque sia la forma della traiettoria descritta) e una componente lungo la normale principale (detta accelerazione centripeta), la cui grandezza è legata al raggio di curvatura della traiettoria.