Appunti di fisica: gli urti

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Introduzione

Appunti di fisica. L'urto è definito come un evento circoscritto, poiché non agisce sul sistema alcuna forza esterna, nel quale più corpi, ma in linea di massima due, si urtano, interagendo fra di loro toccandosi ed esercitando per un tempo rapidissimo delle forze, dette forze impulsive. L'esempio più rappresentativo è l'urto fra due palle da biliardo. Questi eventi di urto vengono generalmente distinti in urti normali, che possono accadere tra due corpi lungo una linea retta o unidimensionale, ed obliqui, che avvengono in circostanze più complicate, perché coinvolgono più corpi e si svolgono nello spazio.

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Forza impulsiva

La forza impulsiva è quella forza che viene generata durante un urto. Essa risulta massima in caso di urto elastico e minima in caso di urto anelastico. In particolar modo la forza impulsiva di un urto elastico risulta essere il doppio di quella di un urto anelastico. Invece l'energia cinetica rimane invariata in caso di urto elastico, mentre viene dispersa in modo parziale in caso di urto perfettamente anelastico. Questa quantità dispersa si potrà ritrovare nell'aumento dell'energia interna dei corpi, ossia si rileveranno un aumento del calore e la produzione di lavoro termodinamico (primo principio della termodinamica).

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La regola di Newton

Secondo la regola di Newton la differenza tra le velocità finali dei due corpi sarà direttamente proporzionale alla differenza tra quelle iniziali. Tale costante di proporzionalità è solitamente indicata con la lettera greca ε, ovvero epsilon. Ossia, se consideriamo due palline che si scontrano lungo una linea, esse si sposteranno lungo la medesima direzione, ma nel modo opposto a quello che avevano prima dell'urto. ε è un valore compreso tra 0 e 1. Se ε=0 l'urto è detto totalmente anelastico, se ε=1 l'urto è detto elastico.

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Il principio

Il principio secondo il quale la quantità di moto presente in un sistema isolato rimane costante nel tempo si chiama "legge di conservazione della quantità di moto". Questa legge vale per un numero qualunque di corpi che interagiscono fra di loro e presuppone che, sommando le quantità di moto iniziali dei due corpi, il risultato sia uguale a quello delle quantità di moto finali. La suddetta legge vale anche per quei sistemi, come quelli atomici, per i quali cessa di valere la meccanica classica ed è molto utile per studiare gli urti fra particelle elementari, permettendo di ricavare preziose informazioni sulle loro caratteristiche, per esempio le masse, che non sono direttamente misurabili.

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