In questo corso vedremo insieme la quantità di moto e gli urti sia elastici sia anelastici.
La quantità di moto è una grandezza fondamentale in fisica. Essa è costituita dal prodotto tra la massa e la velocità di un oggetto. La quantità di moto di un oggetto può variare nel tempo per effetto di una forza che agisce su quell’oggetto. Ed ecco che giungiamo al primo teorema fondamentale relativo a questo argomento che ci dice che la variazione della quantità di moto di un oggetto nel tempo è uguale alla forza media applicata moltiplicata per il tempo in cui avviene l’urto.
Questo prodotto della forza media per il tempo dell’urto prende il nome di impulso. Da qui il nome Teorema dell’impulso. Bisogna prestare bene attenzione al verso delle velocità e della forza mentre si eseguono I problemi sull’impulso altrimenti l’errore è dietro l’angolo.
Poi passeremo ad analizzare il principio di conservazione della quantità di moto di un Sistema che afferma che se su un Sistema non agiscono forze esterne la quantità di moto totale del Sistema si conserva. Questo ci consentirà di addentrarci con sicurezza nell’argomento successivo che sono gli urti. Essi sono di due tipi: elastici e anelastici.
Sia negli urti elastici sia negli urti anelastici la quantità di moto si conserva.
Negli urti elastici inoltre si conserva anche l’energia cinetica, mentre tale energia non si conserva in un urto anelsatico. Vedremo insieme parecchi esempi di esercizi sugli urti e sul teorema dell’impulso.
Partiremo dai più classici come il giocatore di baseball che colpisce la palla rispedendola da dove è venuta, per poi passare all’urto di due bocce di biliardo. Vedremo poi due vagoni ferroviari che si scontrano agganciandosi fino a studiare un urto elastico in due dimensioni. Vedremo insieme l’esercizio sul pendolo balistico che assorbendo interamente la quantità di moto di un proiettile in un urto completamente anelastico si innalza di una certa quota h dando indicazioni sulla quantità di moto iniziale del proiettile. Anche I fotoni che sono particelle prive di massa hanno una quantità di moto ma questo argomento sarà trattato nel corso di meccanica quantistica. Lì vedremo infatti l’esempio delle “vele solari” che possono spingere veicoli spaziali.
