🔄 Moto Circolare Uniforme

Il Moto Circolare Uniforme

Definizione

Un punto materiale si muove di moto circolare uniforme quando percorre una traiettoria circolare con velocità di modulo costante.

Il vettore velocità istantanea v ha lo stesso modulo in tutti i punti della traiettoria ed è tangente in ogni istante alla circonferenza (chiamata per questo velocità tangenziale).

Periodo e Frequenza

Per descrivere la periodicità del moto si introducono due grandezze fondamentali:

  • Periodo (T): l'intervallo di tempo impiegato per compiere un giro completo (si misura in secondi, [s]).
  • Frequenza (f): il numero di giri compiuti in un secondo e si misura in:
  • s-1=Hz

La regola che lega la frequenza al periodo e viceversa e:

f = 1 / T  ⇔  T = 1 / f

Velocità

Poiché lo spazio percorso in un periodo è la lunghezza della circonferenza:

2πr

e il tempo impiegato a percorrerla è il periodo T, la velocità nel moto circolare uniforme (velocità tangenziale) si calcola con la formula:

v = 2πr / T = 2πr · f

Posizione Angolare e Radianti

La posizione del corpo è individuata dal raggio r che forma con l'asse di riferimento un angolo θ.

Nel S.I. l'angolo si misura in radianti [rad], definiti come rapporto fra la lunghezza dell'arco e il raggio r:

θrad = l / r  ⇒  360° = 2π rad
Gradi0°30°45°60°90°180°270°360°
Rad0π/6π/4π/3π/2π3π/22π

Velocità Angolare (ω)

La rapidità con cui il raggio vettore descrive l'angolo al centro è la velocità angolare:

ω = Δθ / Δt   [rad/s]

In un giro completo:

ω = 2π / T = 2π · f

Il legame fondamentale con la velocità tangenziale vale:

v = ω · r

L'accelerazione centripeta (ac)

Sebbene il modulo della velocità tangenziale sia costante, la direzione del vettore velocità cambia continuamente. Il corpo è quindi soggetto a un'accelerazione diretta istante per istante verso il centro:

ac = v² / r = ω² · r
Traiettoria Circolare e Vettori Istantanei
━ Raggio r e Angolo θ ━ Velocità Tangenziale v ━ Accelerazione Centripeta ac ● Punto P
Grafico Proporzionalità Inversa: f = 1 / T (Iperbole Equilatera)
Posizione Angolare (θ) 0.0° 0.00 rad
Giri & Tempo 0 giri t = 0.00 s
Velocità Tangenziale (v) 0.00 m/s 0.0 km/h
Accelerazione Centripeta 0.0 m/s² 0.00 g

Laboratorio Dinamico

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🎯 Esempi

Raggio della Circonferenza (r)

Raggio in metri:

Periodo (T)

Secondi (s):

Frequenza (f)

Hertz (Hz = s⁻¹):

Visualizzazione Elementi

Calcoli e Formule in Tempo Reale