Le grandezze caratteristiche di questo moto sono:
Il periodo T è il tempo impiegato dal corpo per compiere un giro (si misura in secondi s)
La frequenza f è il numero di giri compiuti nell’unità di tempo (in un secondo) e si misura in Hertz Hz; 1 Hz = 1 giro al secondo
La velocità angolare è il rapporto fra l’angolo descritto dal raggio e l’intervallo di tempo impiegato a descriverlo:
L’accelerazione centripeta è l’accelerazione che in ogni istante è diretta verso il centro della circonferenza.
L’accelerazione centripeta in funzione della velocità angolare:
Approfondimento
Il moto circolare uniforme è un tipo di moto in cui un corpo si muove in rotazione lungo una traiettoria circolare con un valore di velocità costante, e che viene descritto da una formula detta legge oraria del moto circolare uniforme.
Velocità tangenziale
Per trovare il valore di velocità costante con cui un punto si muove descrivendo una traiettoria circolare in moto circolare uniforme dobbiamo pensare alla definizione di velocità come rapporto tra lo spazio percorso e il tempo impiegato a percorrerlo.
Nel caso del moto circolare, se pensiamo di percorrere un giro completo di 360° (angolo giro), lo spazio coincide con la lunghezza della circonferenza .
Dato che il modulo della velocità è costante nel moto circolare uniforme, il tempo necessario a compiere un giro completo è sempre lo stesso ad ogni giro e prende il nome di periodo.
Velocità angolare
Dato che il valore della velocità è costante nel moto circolare uniforme, per calcolare la velocità angolare basta considerare un giro completo: l’angolo descritto è di 360° - in radianti - e il tempo per percorrerlo è logicamente il periodo.
Esiste inoltre una relazione che lega la velocità angolare alla velocità tangenziale:
Frequenza
Accelerazione centripeta
La velocità è un vettore e per far variare un vettore o se ne modifica il modulo o la direzione - o logicamente entrambe. Dunque, nonostante il moto circolare uniforme sia un moto a velocità costante, siamo comunque in presenza di un’accelerazione
Sul vettore velocità aagisce un’accelerazione, detta accelerazione centripeta perché si tratta di un vettore diretto sempre verso il centro della circonferenza.
Esistono due diverse formule per l’accelerazione centripeta:
Differenze tra velocità tangenziale e velocità angolare
La differenza fondamentale tra le due velocità è che la velocità tangenziale dipende dal raggio.
Facendo un esempio, in una corsa due atleti si trovano uno in prima corsia e uno in ultima. Per favorire l’esempio, immaginiamo che partano dallo stesso punto e finiscano, dopo un intero giro di campo, pari merito; nessuno dei due è uscito dalla propria corsia. Logicamente l’atleta nella corsia più esterna - quindi quello la cui traiettoria ha raggio maggiore - avrà una velocità tangenziale maggiore mentre l’atleta della prima corsia, quindi più vicino al centro, girerà più lentamente.
Il che ha senso, in quanto l’atleta dell’ultima corsia è più lontano dal centro di rotazione, quindi dovrà percorrere una circonferenza più lunga nello stesso tempo degli altri.
Per la velocità angolare invece non c’è alcuna dipendenza dal raggio: gli atleti infatti avranno la stessa velocità angolare, perché tutti descriveranno lo stesso angolo nello stesso tempo.
