Come calcolare la quantità di moto

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

La quantità di moto, in meccanica, è una grandezza fisica che, in assenza dell'azione di forze esterne, si mantiene inalterata nel tempo ed è per questo definita una grandezza "conservata". Essa quantifica la forza necessaria a fermare un oggetto all'interno di un' unità di tempo ed è quindi importante da calcolare quando vengono trattati argomenti come gli urti e le reazioni .

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Il vettore

La quantità di moto viene definita come il risultato della massa di un oggetto moltiplicato per la sua velocità. Pertanto, un punto di massa uguale a "m" che si muove ad una velocità pari a "v" possiede una quantità di moto data dal prodotto della sua massa per la sua velocità:
q = mv
Il vettore che ne risulta avrà un modulo pari al prodotto della massa moltiplicato per il modulo del vettore velocità e la direzione ed il verso del vettore velocità.

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L'unità di misura

L'unità di misura, essendo il prodotto di una massa per una velocità, verrà ricavata dall'analisi dimensionale:
q = m [kg] * v [m/s], e quindi q = [kg*m /s].
Essendo una grandezza vettoriale può essere rappresentata graficamente da un vettore avente lunghezza corrispondente alla sua dimensione (velocità per massa) e con orientamento corrispondente alla direzione in relazione ad un sistema di riferimento. La quantità di moto trasmessa da una forza F che agisce per un determinato tempo su un corpo è definita impulso della forza. Nel caso di un sistema composto da più corpi, la quantità di moto totale sarà data dalla somma vettoriale delle quantità dei corpi che lo compongono. Se in un sistema non intervengono forze esterne, la quantità di moto totale del sistema si conserva inalterata.

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La meccanica classica

La quantità di moto riveste un importante ruolo sia nella meccanica classica che in quella quantistica proprio poiché il suo valore in un sistema isolato rimane costante in base alla "legge di conservazione della quantità di moto", che può essere applicata quando si è in assenza di forze esterne o quando queste possono essere considerate trascurabili rispetto alle forze impulsive dell'urto. L'utilità della quantità di moto risiede infatti, in particolare, nella descrizione di urti e di decadimenti. Durante un urto sono quindi due i fattori che influiscono nel determinare, ad esempio, i danni causati da un corpo sull'oggetto colpito: la massa e la velocità. Pertanto una moto che finisca accidentalmente contro un muro, sebbene abbia una massa minore, potrebbe causare più danni rispetto ad una macchina che si muova ad una velocità minore.

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