Quali sono le equazioni del movimento?
Le equazioni del movimento vengono utilizzate per determinare la velocità, lo spostamento o l'accelerazione di un oggetto in movimento costante. La maggior parte delle applicazioni delle equazioni del moto sono usate per esprimere come un oggetto si muove sotto l'influenza di una forza lineare e costante. Le variazioni dell'equazione di base vengono utilizzate per tenere conto degli oggetti che si muovono su un percorso circolare o in una configurazione a pendolo.
Un'equazione del moto, definita anche equazione differenziale del moto, collega matematicamente e fisicamente la seconda legge del moto di Newton. La seconda legge del moto, secondo Newton, afferma che una massa sotto l'influenza di una forza accelera nella stessa direzione della forza. Forza e magnitudine sono direttamente proporzionali e forza e massa sono inversamente proporzionali.
Le equazioni di movimento standard implicano cinque variabili. Una variabile è per la posizione iniziale e finale dell'oggetto, noto anche come spostamento. Due variabili rappresentano le misure di velocità iniziale e finale, rispettivamente note come variazione di velocità. La quarta variabile descrive l'accelerazione. La quinta variabile rappresenta l'intervallo di tempo.
L'equazione classica per risolvere l'accelerazione lineare di un oggetto è scritta come il cambiamento di velocità diviso per il cambiamento nel tempo. La legge dell'equazione del moto viene in genere impostata utilizzando tre variabili cinetiche: velocità, spostamento e accelerazione. L'accelerazione può essere risolta usando la velocità e lo spostamento fintanto che la seconda legge del movimento si applica al problema.
Quando un oggetto è in costante accelerazione lungo una traiettoria rotazionale, le equazioni del moto sono diverse. In questa situazione, l'equazione classica per l'accelerazione circolare di un oggetto viene scritta usando le velocità iniziale e angolare, lo spostamento angolare e l'accelerazione angolare.
Un'applicazione più complicata delle equazioni del moto è l'equazione del pendolo del moto. L'equazione di base è nota come equazione di Mathieu. Viene espresso usando la costante di gravità per l'accelerazione, la lunghezza del pendolo e lo spostamento angolare.
Esistono diversi presupposti che devono essere soddisfatti per utilizzare tale equazione per un problema che coinvolge una configurazione a pendolo. Il primo presupposto è che l'asta che collega la massa al punto dell'asse è senza peso e rimane tesa. Il secondo presupposto è che il movimento è limitato a due direzioni, avanti e indietro. Il terzo presupposto è che l'energia persa per resistenza all'aria o attrito sia trascurabile. Le variazioni dell'equazione di base vengono utilizzate per tenere conto di oscillazioni infinitesime, pendoli composti e altre configurazioni.