Formulario di fisica per l'ingegneria/Cinematica/Composizione di moto traslazionale e rotazionale

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Template:Formulario di fisica per l'ingegneria Formulario di fisica per l'ingegneria/Cinematica/Composizione di moto traslazionale e rotazionale

Posizione

r→(t)=r(t)r̂Significato: luogo di un punto nell'istante t.

Velocità

v→(t)=d(r(t)r̂)dt=dr(t)dtr̂+r(t)dr̂dt==v(t)r̂+r(t)(ω→(t)×r̂)=v(t)r̂+ω→(t)×r̂r(t)Caso particolare: se non c'è rotazione, quindi se il versore r̂ è costante, allora: dr̂dt=0⟹v→(t)=v(t)r̂=v→L(t)Caso particolare: se non c'è traslazione, quindi se il raggio di rotazione r è costante, allora: dr(t)dt=0⟹v→(t)=ω→(t)×r̂r(t)=v→R(t) In particolare vR rappresenta la velocità rotazionale del punto (che è tangenziale alla traiettoria). Significato: dall'analisi dei casi particolari si deduce che il termine vL è dovuto al moto traslazionale del punto, mentre il termine vT dipende dal moto rotatorio del punto. La velocità tangenziale vR è legata alla velocità angolare ω dalla relazione: vR=ω×r̂r.

Accelerazione

a→(t)=dv→(t)dt=ddt(v(t)r̂+ω→(t)×r̂r(t))==dv(t)dtr̂+v(t)dr̂dt+dω→(t)dt×r̂r(t)+ω→(t)×dr̂dtr(t)+ω→(t)×r̂dr(t)dt==a(t)r̂+v(t)(ω→(t)×r̂)+α→(t)×r̂r(t)+ω→(t)×(ω→(t)×r̂)r(t)+ω→(t)×r̂v(t)==a(t)r̂+2ω→(t)×r̂v(t)+α→(t)×r̂r(t)+ω→(t)×(ω→(t)×r̂)r(t)Caso particolare: se non c'è rotazione, quindi se il versore r̂ è costante, allora: dr̂dt=0⟹a→(t)=a(t)r̂=a→L(t)Caso particolare: se non c'è traslazione, quindi se il raggio di rotazione r è costante, allora: dr(t)dt=0⟹a→(t)=α→(t)×r̂r(t)+ω→(t)×(ω→(t)×r̂)r(t)=a→R(t) In particolare: α→(t)×r̂r(t)=a→T(t) è una componente tangenziale alla traiettoria; mentre ω→(t)×(ω→(t)×r̂)r(t)=a→C(t) è una componente diretta verso il centro della traiettoria.

Caso particolare: se l'accelerazione angolare α è costante, allora l'accelerazione rotazionale e la velocità angolare sono nella relazione: a→(t)=ω→(t)×(ω→(t)×r̂)r(t).

Significato: dall'analisi dei casi particolari si deduce che il termine aL è dovuto al moto traslazionale del punto, mentre il termine aR dipende dal moto rotatorio del punto.