Cos'è il movimento? In fisica, questo concetto significa un'azione che porta a un cambiamento nella posizione di un corpo nello spazio per un certo periodo di tempo rispetto a un certo punto di riferimento. Consideriamo più in dettaglio le quantità fisiche di base e le leggi che descrivono il movimento dei corpi.
Il concetto di sistema di coordinate e punto materiale
Prima di procedere all'analisi della domanda su cosa sia il movimento, è necessario definire alcuni concetti di base.
Uno di questi concetti è un punto materiale. In fisica si considerano spesso casi in cui la forma e le dimensioni del corpo sono irrilevanti, poiché trascurabili rispetto alle distanze da esso percorse. Quando le dimensioni geometriche dell'oggetto in esame non sono importanti per risolvere il problema, dicono che si tratta di un punto materiale.
Un altro concetto importante per descrivere il movimento è il sistema di coordinate, in base al quale si suppone che un insieme di numeri e assi determini inequivocabilmente la posizione di un punto materiale nello spazio.
Quantità che descrivono il movimento
La branca della fisica che studia il comportamento degli oggetti in movimento si chiama cinematica. In cinematica, vengono spesso considerati i movimenti di un punto materiale. Sapendo cos'è il movimento, si dovrebbero elencare gli elementi principali che sono direttamente correlati ad esso:
- Traiettoria - una linea immaginaria nello spazio lungo la quale si muove il corpo. Può essere diritto, parabolico, ellittico e così via.
- Percorso (S) - questa è la distanza che un punto materiale percorre nel processo del suo movimento. Il percorso SI è misurato in metri (m).
- Velocità (v) - una quantità fisica che determina la distanza percorsa da un punto materiale nell'unità di tempo. Misurato in metri al secondo (m/s).
- Accelerazione (a) - un valore che descrive la variazione della velocità di movimento di un punto materiale. È espresso in SI in m/c2.
- Tempo di movimento (t).
Leggi del movimento. La loro formulazione matematica
Dopo aver capito cos'è il movimento e quali quantità lo determinano, possiamo scrivere un'espressione per il percorso: S=vt. Il moto descritto da questa equazione è detto rettilineo uniforme. Se la velocità del punto materiale cambia, la formula per il percorso dovrebbe essere scritta come segue: S=v0t+at2 /2, qui la velocità v0 è chiamata iniziale (al tempo t=0). In qualsiasi altro momento t, la velocità di un punto materiale è determinata dalla formula: v=v0 + at. Questo tipo di moto è detto rettilineo uniformemente accelerato.(uniformemente lento).
Le formule considerate sono abbastanza semplici, poiché vengono utilizzate per il moto rettilineo. In natura, gli oggetti si muovono spesso lungo percorsi curvilinei. In questi casi, è importante tenere conto delle proprietà vettoriali di velocità e accelerazione. Ad esempio, uno dei semplici movimenti lungo un percorso curvo è il movimento di un punto materiale lungo un cerchio. In questo caso viene introdotto il concetto di accelerazione centripeta, che determina la variazione non nel modulo di velocità, ma nella sua direzione. Questa accelerazione è calcolata dalla formula: a=v2/R, dove R è il raggio del cerchio.
Esempi di movimento
Dopo aver affrontato la questione di cosa sia il movimento, è utile per chiarezza fornire alcuni esempi nella vita quotidiana e nella natura.
Spostare un'auto su una carreggiata, andare in bicicletta, s altare una palla su un prato, far galleggiare una nave in mare, far volare un aeroplano nel cielo, uno sciatore che scende da una montagna innevata, un velocista che corre in uno sport la concorrenza sono tutti esempi del movimento di oggetti nella vita di tutti i giorni.
La rotazione dei pianeti attorno al Sole, la caduta di un sasso a terra, l'oscillazione delle foglie e dei rami degli alberi sotto l'influenza del vento, il movimento delle cellule che compongono i tessuti dell'abitare organismi e, infine, il movimento caotico termico di atomi e molecole sono esempi del movimento di oggetti naturali.
Se affronti la questione da un punto di vista filosofico, allora va detto che il movimento è una proprietà fondamentale dell'essere, poiché tutto ciò che esiste intorno a noi,è in continuo movimento e cambiamento.
