Appunti di fisica: il moto armonico

tramite: O2O
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Introduzione

La fisica è una disciplina molto complessa, ma altrettanto interessante, infatti, i suoi principi consentono di comprendere i numerosi fenomeni che avvengono nella vita di tutti i giorni. Quello della fisica è uno tra i più appassionanti studi tra le discipline scientifiche, ma la sua complessità, spesso, scoraggia gli studenti ad approfondire gli argomenti, spingendoli a studiare solo l'essenziale. Uno tra i tanti argomenti presenti nei programmi di fisica è il moto armonico, ed è proprio questo che andremo a vedere attraverso la lettura dei seguenti appunti di fisica.

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Il moto armonico rappresenta il movimento che viene ottenuto andando a proiettare, su di un diametro, le posizioni di un punto materiale che viene mosso con un movimento circolare uniforme. Si tratta, sostanzialmente, di un moto oscillatorio in cui la traiettoria viene ripetuta più volte in diversi punti dello spazio che sono anche opposti tra loro. Questo tipo di moto è il più semplice tra tutti quelli oscillatori, poiché consente di poter trascurare gli effetti degli attriti che vengono smorzati dalla stessa oscillazione.

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La traiettoria è costituita da un diametro che viene generato dal movimento, e che divide la stessa in due semicirconferenze identiche. Il moto della proiezione sul diametro di un punto che si muove su una circonferenza di moto circolare uniforme, ha come formula la seguente: x = cos (wt). Si tratta delle legge oraria, in cui x è lo spostamento di equilibrio ed r rappresenta l'ampiezza massima che l'oscillazione può raggiungere. La velocità, invece, non è di tipo costante, a differenza del moto circolare uniforme: essa varia continuamente e aumenta nel momento in cui si trova agli estremi dell'oscillazione.

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Assodato il fatto che la velocità cambia, viene da sé che se ne possa calcolare l'accelerazione. Quest'ultima è direttamente proporzionale alla distanza dal centro dell'oscillazione, ed è massima quando giunge agli estremi, mentre invece è nulla quando passa per il centro. La formula per indicare questo tipo di spostamento viene espressa con: a = -wx^2 = -w^2 r cos (wt). Il massimo valore che viene assunto corrisponde all'accelerazione centripeta che si ha proprio nel moto circolare uniforme.

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Nel moto armonico, come anche in quello circolare, si possono definire alcuni concetti come quello di periodo e di frequenza. Il primo termine può essere espresso con la lettera T, e corrisponde alla durata dell'intera oscillazione, mentre la frequenza indica le oscillazioni complete che vengono descritte in un secondo, e che sono definibili con la lettera F.

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Abbiamo visto, in questi passi, quali sono le principali caratteristiche del moto armonico. Per chi non ha particolare dimestichezza con le basi della fisica, consiglio di consultare un testo di fisica, in modo tale che possa comprendere nel dettaglio anche i fenomeni più semplici.

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