OFFICINA DEL MOTO UNIFORME
Benvenuto nell'Officina del Moto Uniforme. Qui si studia il moto più semplice che esista — un corpo che va sempre alla stessa velocità lungo una retta — e si scopre che da questa sola idea nasce una legge capace di prevedere dove sarà un corpo in qualunque istante futuro.
Il percorso è diviso in due parti. Nella Parte 1 costruiamo la legge oraria un pezzo alla volta: prima il legame fra spazio e tempo, poi il ruolo del sistema di riferimento, poi lo spazio iniziale e infine il segno della velocità. Nella Parte 2 mettiamo in moto due corpi contemporaneamente e impariamo a rispondere alle domande che ne nascono: dove si incontrano, dopo quanto tempo, chi raggiunge chi.
Se non hai ancora affrontato i concetti di posizione, spostamento e velocità, comincia dall'Officina del Moto: qui li diamo per acquisiti. Ogni tappa ha la sua teoria da studiare e la sua simulazione da manipolare.
Parte 1
La legge del moto uniforme, un pezzo alla volta
Ogni tappa aggiunge un elemento alla formula, finché non si arriva alla legge oraria completa: s = s0 + v · t.
Che cos'è il Moto Rettilineo Uniforme
Traiettoria rettilinea e velocità costante: due condizioni, entrambe necessarie. Spazi uguali in tempi uguali, la proporzionalità diretta fra spazio e tempo, la formula s = v · t e il grafico spazio-tempo che ne esce — una retta, la cui pendenza è la velocità.
Il Sistema di Riferimento
Lo stesso moto, descritto da due osservatori diversi, dà due serie di numeri diversi. Che cosa cambia davvero quando si sposta l'origine o si inverte il verso positivo, e che cosa invece resta identico: la velocità del corpo, cioè la fisica del fenomeno.
Lo Spazio Iniziale s0
Quasi mai il corpo parte proprio dall'origine. Il termine s0 è la posizione che occupa quando il cronometro segna zero: aggiungerlo completa la legge oraria e, sul grafico, solleva la retta senza cambiarne la pendenza. Due corpi con la stessa velocità e s0 diversi danno rette parallele.
La Velocità Negativa
Una velocità negativa non è una velocità più piccola di zero: è un corpo che si muove verso le posizioni decrescenti. Come cambia la legge oraria, perché il grafico spazio-tempo diventa una retta che scende, e come si legge l'istante in cui il corpo attraversa l'origine.
Parte 2
Quando i corpi sono due
Un'unica legge scritta due volte risolve i problemi classici dell'inseguimento e dell'incontro. Il metodo è sempre lo stesso: due leggi orarie, una condizione.
Due Corpi nello Stesso Verso
Il problema dell'inseguimento: chi parte più indietro ma va più forte raggiungerà l'altro, e si può prevedere esattamente dove e quando. Come si scrivono le due leggi orarie, perché l'istante dell'incontro si trova imponendo sA = sB, e come lo si riconosce sul grafico nel punto in cui le due rette si tagliano.
Due Corpi in Versi Opposti
Due corpi che si vengono incontro. Lo stesso metodo della tappa precedente, con una differenza che cambia tutti i conti: una delle due velocità è negativa. Come si calcola l'istante dell'incontro, dove avviene, e come varia la distanza fra i due nel tempo.
Mettiti alla prova
Sai scrivere la legge oraria e prevedere dove sarà un corpo? Supera i livelli e verificalo.