2. Il moto uniforme

Qual è la caratteristica del moto uniforme?

Nello schema lo spazio percorso dalla bicicletta è rappresentato dalla retta rossa, il tempo impiegato a percorrere lo spazio è rappresentato dalla retta azzurra. Immagina che la bicicletta diventi un punto che si sposta sulla retta dello spazio a partire da 0. La bicicletta percorre 300 m in un minuto, 600 m in 2 minuti, 900 m in 3 minuti. Calcolando i rapporti tra gli spazi percorsi dal punto 0 e i tempi impiegati a percorrerli, ottieni i corrispondenti valori della velocità che è sempre di 5 m/sec. La velocità, in un moto uniforme è dunque costante: il corpo percorre spazi uguali in tempi uguali!

Nella realtà il moto uniforme avviene raramente e di solito è tale per piccoli intervalli di tempo: difficilmente un corpo può mantenere costante la sua velocità, perché su di esso agiscono continuamente delle forze che tendono a variarla. Un esempio pratico di moto uniforme è quello che puoi sperimentare lasciandoti spostare su un nastro trasportatore in aeroporto o su una scala mobile. In natura esistono alcuni esempi di moto uniforme: la luce, che si propaga nel vuoto alla velocità di 300000 km/sec e il suono che si trasmette nell’aria con la velocità di 340 m/sec.

Lo studio del moto di un corpo diventa più interessante se utilizzi le rappresentazioni grafiche.

Considera il moto della bicicletta che si muove a velocità costante di 5 m al secondo. I dati relativi al moto si possono raccogliere in una tabella come quella sotto a sinistra. Se ora riporti i dati in un sistema di assi cartesiani, scrivendo sull’asse x i valori del tempo (t) e sull’asse y i valori dello spazio (s), ottieni un grafico che rappresenta la legge del moto uniforme: è una semiretta che passa per l’origine degli assi.

s = v × t

Il moto rappresentato dalla semiretta blu ha velocità di 5 m/sec mentre quello rappresentato dalla semiretta rossa ha velocità di 2 m/sec. Le due semirette sono inclinate diversamente rispetto all’asse x: più la velocità è elevata, più la semiretta si allontana dall’asse x e si avvicina all’asse y. Il confronto tra i grafici di due moti uniformi permette quindi di valutare “a occhio” quale dei due avviene a velocità maggiore.

Se per descrivere il moto che compi ogni mattina per andare a scuola, dicessi che percorri lo spazio di 2 chilometri a una velocità di 4 km/h, daresti una descrizione incompleta. Per essere più preciso dovresti anche indicare il punto di partenza e il punto di arrivo, la direzione e il verso del tuo moto. Le grandezze spazio e velocità sono quindi due grandezze vettoriali, proprio come le forze; per descriverle non basta il loro valore numerico seguito dall’unità di misura. Un’altra grandezza vettoriale, legata al moto è l’accelerazione mentre il tempo è una grandezza scalare. Ecco come puoi rappresentare lo spazio percorso nel tuo moto usando un vettore: