Quantità di moto e Impulso

Esperimento di interazione tra due corpi

Consideriamo due corpi, per esempio due carrelli, di massa ed   e supponiamo che siano in qualche modo legati uno all'altro, per esempio da una corda. Supponiamo che ad un certo istante avvenga qualcosa, per esempio un'esplosione, che rompa la corda e metta in moto i due carrelli. Se non ci sono attriti e se la strada sulla quale i carrelli si trovano è pianeggiante allora vedremo i carrelli muoversi nella stessa direzione, in verso opposto e con velocità inversamente proporzionali alle rispettive masse  

Quantità di moto e sua conservazione

Partendo dall'esperimento di interazione visto anzi, possiamo definire la quantità di moto come

=m·

Si tratta di una grandezza vettoriale formata col prodotto della massa, scalare, per la velocità, vettoriale. Considerando l'esperimento anzidetto, risulta che la quantità di moto dei singoli carrelli cambia ma non cambia la quantità di moto totale del sistema formato dai due carrelli.

Questo fatto, cioè che la quantità di moto totale del sistema non è stata cambiata dal fenomeno avvenuto, vale tutte le volte che il fenomeno comporta azioni solo interne al sistema stesso (l'esplosione raccontata è un fatto interno). Possiamo pertanto enunciare il  

Principio di conservazione della quantità di moto:
la quantità di moto totale di un sistema non può cambiare finchè il sistema rimane isolato.

Un sistema si dice isolato quando non interagisce con l'esterno

Impulso e quantità di moto

Si definisce impulso, , di una forza, , che agisce su un corpo per un tempo Δt

=·Δt

Si tratta di una grandezza vettoriale che ha come unità di misura il prodotto

N·s=kg·

che è la stessa unità di misura della quantità di moto.

Il legame tra quantità di moto ed impulso non sta solo nell'unità di misura. Consideriamo, infatti, una forza costante che agisca per il tempo Δt su un corpo di massa m inizialmente fermo. Evidentemente, in virtù del secondo principio della dinamica, la forza produrrà sul corpo l'accelerazione costante
=/m
In virtù delle leggi del moto uniformemente accelerato risulterà:
·Δt=m··Δt=m·
Cioè:
=
O, in linea del tutto generale:
=Δ

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