Momento angolare “Momento angolare” ( o “momento della quantità di moto”) di un punto materiale P avente quantità di moto p = mv rispetto ad un “polo”

Presentazione sul tema: "Momento angolare “Momento angolare” ( o “momento della quantità di moto”) di un punto materiale P avente quantità di moto p = mv rispetto ad un “polo”"— Transcript della presentazione:

1 Momento angolare “Momento angolare” ( o “momento della quantità di moto”) di un punto materiale P avente quantità di moto p = mv rispetto ad un “polo” O : LO P p O OP Per le proprietà del prodotto vettoriale: p J Dimensioni di L: P O U.Gasparini,Fisica I

2 Momento di una forza “Momento” di una forza F, applicata in un punto P, rispetto ad un polo O : MO J P b F O “braccio” Per le proprietà del prodotto vettoriale: Dimensioni di M: U.Gasparini,Fisica I

3 Momento di una forza (II)
Cambiando il polo rispetto al quale si calcola il momento di una forza: Analogamente, per il momento angolare: Se si hanno più forze applicate in uno stesso punto P, il momento risultante dei singoli momenti è uguale al momento della forza risultante applicata in P : O P R U.Gasparini,Fisica I

4 Teorema del momento angolare
la derivata rispetto al tempo del momento angolare, calcolato rispetto ad un polo fisso O in un sistema di riferimento inerziale, di un punto materiale soggetto ad una forza F è uguale al momento della forza rispetto ad O : Infatti: = 0 ( 2 legge di Newton , se v è la velocità in un sistema di riferimento inerziale) U.Gasparini,Fisica I

5 Esempio: moto di un “pendolo semplice”
y Con riferimento alla figura: z O x J P Dal teorema del momento angolare: v mg piano di oscillazione equazione del pendolo semplice ( Nota: per piccole oscillazioni: U.Gasparini,Fisica I

6 Teorema del momento dell’impulso
Integrando rispetto al tempo l’equazione che esprime il teorema del momento angolare, si ha: In particolare, se il momento è applicato per un tempo sufficientemente breve affinchè il punto di applicazione di F(t) possa essere considerato costante : r (t) = rO  J impulso della forza F “teorema del momento dell’impulso” “momento dell’impulso” U.Gasparini,Fisica I

7 Lavoro nei moti rotatori
In un moto circolare, il lavoro della forza può essere espresso come il prodotto del momento della forza rispetto al centro di rotazione O per l’angolo di rotazione del punto di applicazione: P ds J F R “braccio” b O Þ In particolare, se il momento M è costante: U.Gasparini,Fisica I

8 Campo di forza centrale
In ogni punto dello spazio il vettore forza F ( r ) è diretto verso uno stesso punto 0 dello spazio detto “centro di forza”, ed il suo modulo é funzione della sola distanza r dal centro di forza: P r F versore radiale uR O “linea di forza” Esempio: campo della forza gravitazionale generata da una massa M che agisce su una massa m: U.Gasparini,Fisica I

9 Campo di forza centrale (II)
un campo di forze centrali è conservativo: il moto avviene conservando l’energia meccanica = dr funzione primitiva di F(r) 1 ds dr il lavoro W12 non dipende dal cammino percorso uR 2 O Ad esempio, per un campo di forza gravitazionale: , costante U.Gasparini,Fisica I

10 Campo di forza centrale (III)
In un campo di forza centrale , il moto avviene mantenendo costante il momento angolare , calcolato rispetto al centro di forza: costante centro della forza il piano individuato dai vettori r e v è sempre lo stesso, ossia il moto avviene in un piano LO piano del moto costante O r P p=mv direzione costante U.Gasparini,Fisica I

11 Velocità areale La costanza del modulo di L implica che il moto avviene con “velocità areale” costante : derivata rispetto al tempo dell’area A(t) “spazzata” dal vettore posizione r(t) dA(t) ds O r ( t+dt ) r(t) ds sinj j costante (esempio: 2a legge di Keplero per il moto dei pianeti nel campo della forza gravitazionale generata dal Sole) U.Gasparini,Fisica I