Il moto - Altervista

Il moto
Rigraziamenti:
• Le immagini (e non solo) sono state
prese dal lavoro di:
• Francesco e Lucia
• alunni della Classe 3°E T. P.
• Scuola Media Statale “Paolo Volponi”
URBINO
• http://www.icvolponi.it/moto.htm
Essere fermi o essere in movimento?
Osserviamo le figure In quali casi le barche sono ferme?
Quando sono in movimento?
Perché ci accorgiamo di
questo?
Riflettiamo sulla discussione e poniamoci questa
domanda: siamo sicuri al 100% che nei primi due casi
le barche sono ferme?
Dopo la discussione precedente possiamo dire chi
si è mosso?
La risposta sembra ovvia: il cane
Non posso dire
nulla se non do
prima delle
definizioni
ma siamo sicuri al 100%
Ricordo che la fisica fa largo uso
delle definizioni; se non si
definisce esattamente un
concetto non si fa fisica
Definizione di moto
Siete in grado di dare una definizione di moto?
Quali grandezze debbono entrare in gioco per
avere una chiara definizione di moto?
Vi ricordo che definiamo grandezza qualsiasi
caratteristica che può essere misurata
Pensate a cosa ha fatto il cane Appare chiaro che le
grandezze che
dobbiamo utilizzare
…. E adesso
sono quelle di spazio
divertitevi !!!
e tempo
Un corpo si dice in moto se la sua
posizione cambia nel tempo
E quando è in quiete?
Un corpo si dice in quiete se la sua
posizione non cambia col passare del
tempo
È tutto a posto? Basta così?
Ritorniamo alle nostre
barchette
Sono in quiete o
sono in moto?
Fra queste due coppie di
immagini esiste una
differenza fondamentale
riuscite a vederla?
Perché il cane è in moto? Perché il coniglio è in quiete?
Quali conclusioni debbo
Esiste qualcosa di simile
trarre da queste
nella prima coppia?
osservazioni?
Quello che mi serve per stabilire se un corpo è in
quiete o è in movimento è qualcosa che io
considero fermo
Consideriamo fermo il cane
Come dobbiamo
considerare il coniglio
e il cartello?
prima
fermo
dopo
La loro posizione rispetto al
cane è cambiata si o no?
Se tutto ciò che è stato
detto prima è vero debbo
concludere che si sono
spostati rispetto alla
posizione del cane
Il sistema di riferimento
ferma
mossa
Cosa manca qui?
Manca il sistema di
riferimento per stabilire se
le barche sono ferme o si
sono mosse
È fondamentale, nel
moto, stabilire un
sistema di riferimento
che io considero
come fisso
Il nostro sistema di riferimento privilegiato è la terra e
solo rispetto ad essa, o meglio, rispetto al reticolato
geografico che su di essa abbiamo disegnato, che
possiamo dire se un corpo è fermo o in moto
Mi sposto solo se la mia posizione cambia rispetto
reticolato geografico
Il moto assoluto non esiste
• A meno di non fare considerazioni
filosofiche che esulano dai corsi di scuola
media possiamo tranquillamente affermare
che il moto assoluto non esiste
• La Terra ruota e noi con essa
• Orbita intorno al Sole
• Il Sole orbita intorno al centro della
Galassia
• La Galassia si muove all’interno del
Gruppo Locale ecc.
Le definizioni corrette
• Un corpo è in quiete se rispetto ad
un sistema di riferimento fisso la sua
posizione non cambia al variare del
tempo
• Un corpo è in moto se la sua
posizione rispetto ad un sistema di
riferimento fisso varia al variare del
tempo
Gli elementi del moto
• Quali elementi dobbiamo prendere in
considerazione quando parliamo di moto?
• Facciamo un es. parto da Latina Scalo e
arrivo a Foce Verde
• Cosa debbo prendere in considerazione?
Avevamo molte possibilità per arrivare a Foce Verde
ma ne abbiamo scelta una, questo è il percorso
del moto
Di questo percorso noi possiamo trovare quando è
stato lungo cioè la lunghezza del moto
Possiamo indicare quanto tempo abbiamo impiegato
cioè la durata del moto
Traiettoria
• Quando un corpo si muove la sua
posizione cambia istante per istante, se
uniamo tutte queste posizioni otteniamo
una linea che chiamiamo traiettoria
• Si dice traiettoria la linea che unisce tutti i
punti occupati dal punto mobile istante
per istante
Si definisce spazio percorso dal corpo la
lunghezza della traiettoria
Si definisce tempo del moto il tempo
impiegato dal corpo per percorrere la
traiettoria
Tipo di moto
Moto rettilineo se il moto
avviene lungo una linea
retta
Nel moto curvilineo la
traiettoria si svolge su
una linea curva
Unità di misura del tempo
• L’unità di misura del tempo nel S.I. è il
secondo s ed è stato definito storicamente
come la 1/86400 parte del giorno solare
medio
• A titolo di curiosità vi espongo la
definizione moderna: definiamo secondo la
durata di 9 192 631 770 periodi di una
particolare oscillazione dell’atomo di cesio
-133
• I multipli sono i minuti,ore,giorni anni i
sottomultipli decimi e centesimi di secondo
La misura dello spazio
• Nel S.I. l’unità di misura dello spazio è il
metro m che fu storicamente definita come
la 1/40000000 parte del meridiano terrestre
• Oggi il metro viene definito come la
distanza percorsa nel vuoto dalla luce in un
intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 s
Traiettoria e spostamento
Lo spostamento effettivo, cioè la distanza il linea d’aria,
è
e sarà laa linea
che passando
unisce il punto
Semolto
vado minore
da Sermoneta
Bassiano
per ladisalita
partenza
(inizio della
traiettoria)èequella
il punto
di arrivo (fine
dell’Ammazzacane
la traiettoria
rappresentata
della
3,85km)
km
dalla traiettoria)
linea viola (8,8
Problema?
• Quale delle due affermazioni è
completa e perché?
• La temperatura misurata oggi alle ore
14 è di 22°
• Mi sono spostato di 4 m
Grandezze scalari
• Si definiscono grandezze scalari tutte
quelle grandezze che per essere
sufficientemente individuate hanno
bisogno solo del valore numerico e
dell’unità di misura
• I vettori sono dei
Vettori
segmenti orientati che
per essere caratterizzati
hanno bisogno di un
modulo (lunghezza del
segmento); direzione
(retta su cui giace il
segmento), verso
(freccia) e punto di
applicazione
Grandezze vettoriali
• Le nuove grandezze che sono emerse
•
1.
2.
3.
dalla discussione precedente si chiamano
grandezze vettoriali
Esse per essere definite hanno bisogno
di:
un modulo (4 m) che il valore numerico
Direzione
Verso
La velocità
Osserviamo la seguente figura
Quali grandezze si
trovano in questa figura
Secondo voi per quale motivo la velocità
del bambino è di 1,5 m/s?
Che cosa rappresenta?
La velocità sarà una grandezza fondamentale o
derivata?
La velocità è una grandezza
derivata perché chiama in
causa lo spazio e il tempo
Proviamo a definire la velocità
Perché
Definizione di velocità
La velocità di un punto
mobile è data dal rapporto fra
lo spazio percorso in metri
(m) e il tempo impiegato
a percorrerlo (t) in secondi
s
v 
t
s
v
x
t
Cosa ci dice questa formula?
Permette di calcolare
lo spazio percorso se
conosciamo velocità
e tempo
s
t
Permette di calcolare il tempo
impiegato a percorrere
un certo spazio se conosciamo
la velocità
v
E questa?
UNITA’ DI MISURA DELLA
VELOCITA’
Nel sistema di misura
pratico di ogni giorno la
velocità si esprime in Km
all’ora:
s Km
v 
t
h
Nel sistema di misura
internazionale (S.I) la
velocità si esprime in
metri al secondo
s m
v 
t sec
Da Francesco e Lucia alunni della Classe 3°E T. P Urbino
Se io moltiplico le dimensioni di una
velocità [v] per le dimensioni di un tempo
[t] quale dimensione ottengo ?
Se io divido le dimensioni di uno spazio
[s] per le dimensioni di una velocità [v]
quale dimensione ottengo ?
Moto rettilineo uniforme
V = 200 m/s
V = 200 m/s
Cosa possiamo dire di questo moto circa la velocità, la direzione e il verso?
Come posassimo chiamare questo moto?
Un corpo si muove di moto rettilineo
uniforme se velocità, direzione e verso non
cambiano al variare del tempo
Legge oraria del moto rettilineo
uniforme
Osserviamo la seguente figura
Come calcoliamo lo spazio percorso?
Si può quindi facilmente calcolare lo spazio percorso
nel moto rettilineo uniforme semplicemente facendo il
prodotto fra la velocità e il tempo
s
v
x
t
Questa formula è la legge oraria
del moto rettilineo uniforme
La legge oraria può essere rappresentata su di
un grafico
Innanzitutto occorre fare una tabella oraria
tempo
spazio
s
1h
2h
3h
90 km 180 km 270 km
Poi si costruisce un diagramma cartesiano ponendo
in ascissa il tempo e in ordinata lo spazio
270km
ordinata
180km
ascissa
90km
90 km
1h
1h
2h
3h
t
Il diagramma cartesiano del
moto rettilineo uniforme è una
semiretta che parte dall’origine
degli assi
Diagrammi di questo tipo sono tipici di
grandezze direttamente
proporzionali cioè grandezze che
variano mantenendo il rapporto costante
s
v = 3 m/s
v = 3 m/s
s=vxt
9m
v = 1m/s
8m
7m
t
s
1s
3m/sx1s=3m
2s
3m/sx2s=6m
3s
3m/sx3s=9m
v = 1m/s
6m
5m
v = 0,5m/s
4m
t
s
1s
1m/sx1s=1m
2s
1m/sx2s=2m
3s
1m/sx3s=3m
3m
v = 0,5m/s
2m
1m
1s
2s
3s
4s
5s
6s
7s
8s
t
t
s
2s
0.5m/sx2s=1m
4s
0.5m/sx4s=2m
6s
0.5m/sx6s=3m
Moto Vario
Cosa potete dedurre dalla seguente figura
riguardo al moto delle autovetture?
Come sarà la velocità e come la traiettoria?
TEMPO h
1
2
3
4
SPAZIO km
50
110
210
250
Tabella
oraria
1 1h h
50 km
2h
110 km
3h
210 km
4h
250 km
Il moto di un corpo si dice vario se
la sua velocità o la sua direzione
non si mantiene costante
V = 20 m/s
V = 20 m/s
V = 200 m/s
V = 220 m/s
V = 210 m/s
V = 20 m/s
Nel moto vario, poiché la velocità cambia in
continuazione, dobbiamo introdurre i
concetti di velocità media e velocità
istantanea
Definiamo velocità media il rapporto fra
la spazio percorso e il tempo impiegato
a percorrerlo
s
vm 
t
s  vm  t
s
t 
vm
Problemi sul moto da risolvere
Ogni giorno vi darò compiti per
la lezione seguente….. Chi si
ama mi segua!!