Questo articolo spiega cos’è la velocità lineare in fisica. Scoprirai così come calcolare la velocità lineare, il rapporto tra velocità lineare e velocità angolare e, inoltre, un esercizio risolto passo dopo passo.
Cos’è la velocità lineare?
La velocità lineare è il cambiamento della posizione di un corpo in movimento rispetto al tempo. Nel moto circolare la velocità lineare è la velocità che ha il corpo in movimento in un certo istante e, quindi, la velocità lineare è tangente al percorso del moto circolare.
Il simbolo della velocità lineare è la lettera v, sebbene sia rappresentata anche dal simbolo v perché può essere chiamata anche velocità tangenziale .
La velocità lineare è un vettore sempre tangente alla traiettoria del mobile che compie il movimento circolare. Allo stesso modo, se la velocità lineare è costante, si tratta di un movimento circolare uniforme, ma se la velocità lineare è variabile, si tratta di un movimento circolare vario.
Formula della velocità lineare
La velocità lineare media è uguale allo spostamento lineare (Δs) diviso per l’intervallo di tempo trascorso (Δt). Pertanto, per calcolare la velocità lineare media, la differenza tra la posizione finale e quella iniziale deve essere divisa per la differenza tra l’istante finale e quello iniziale (v = Δs/Δt).
La formula per calcolare la velocità lineare media tra due posizioni su una traiettoria circolare è quindi:
Oro:
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è la velocità lineare media.
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è lo spostamento lineare.
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è la variazione temporale.
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è la posizione finale.
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è la posizione di partenza.
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è il momento finale.
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è il momento iniziale.
La velocità lineare è espressa in unità di lunghezza divise per unità di tempo. Pertanto l’unità di velocità lineare nel Sistema Internazionale è il metro diviso al secondo (m/s).
Velocità lineare e velocità angolare
In questa sezione vedremo qual è il rapporto tra velocità lineare e velocità angolare, poiché la velocità lineare di un corpo che descrive un moto circolare può essere calcolata anche dalla velocità angolare.
La velocità lineare e la velocità angolare sono matematicamente correlate , in particolare, la velocità lineare e la velocità angolare hanno una relazione lineare. Poiché la velocità lineare è uguale alla velocità angolare moltiplicata per il raggio del percorso del movimento circolare.
Pertanto, la formula che mette in relazione la velocità lineare con la velocità angolare è la seguente:
Oro:
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è la velocità lineare.
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è la velocità angolare.
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è il raggio del percorso del movimento rotatorio.
Esempio di calcolo della velocità lineare
Infine, per finire di comprendere il concetto di velocità lineare e come si calcola, vedremo un esempio concreto in cui troviamo questo tipo di velocità.
- Un mobile segue una traiettoria che descrive un movimento circolare uniforme di raggio 7 m. Se la velocità angolare del corpo è 1,5 rad/s, qual è la sua velocità lineare?
Per trovare la velocità lineare del mobile che segue un moto circolare uniforme basta applicare la formula vista sopra:
In questo caso, la formulazione del problema ci fornisce già tutti i dati di cui abbiamo bisogno, quindi inseriamo i valori nella formula e calcoliamo la velocità lineare:
