fisica: aggiunge il moto circolare uniforme

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\newcommand{\abs}[1]{\lvert#1\rvert}
\newcommand{\norm}[1]{\lVert \vec{#1} \rVert}
\begin{document} \begin{document}
@ -19,7 +23,7 @@
\chapter{I moti principali della fisica} \chapter{I moti principali della fisica}
\section{Il moto rettilineo uniforme (m.u.a.)} \section{Il moto uniformemente accelerato (m.u.a.)}
Conoscendo le definizioni di accelerazione ($\vec{a} = \frac{d\vec{v}}{dt}$) Conoscendo le definizioni di accelerazione ($\vec{a} = \frac{d\vec{v}}{dt}$)
e di velocità ($\vec{v} = \frac{d\vec{x}}{dt}$) è possibile, ponendo l'accelerazione e di velocità ($\vec{v} = \frac{d\vec{x}}{dt}$) è possibile, ponendo l'accelerazione
@ -34,6 +38,7 @@ Le equazioni del moto sono le seguenti:
x(t)=x_0+v_0t+\frac{1}{2}at^2 \\ x(t)=x_0+v_0t+\frac{1}{2}at^2 \\
v(t)=v_0+at v(t)=v_0+at
\end{dcases} \end{dcases}
\label{eq:mua}
\end{equation} \end{equation}
\begin{proof} \begin{proof}
@ -138,4 +143,85 @@ dimostrare le seguenti equazioni:
\end{dcases} \end{dcases}
\end{equation} \end{equation}
\section{Il moto circolare uniforme}
Definendo alcune grandezze fisiche in modo analogo a come vengono
proposte nel m.u.a., è possibile riproporre le equazioni \ref{eq:mua}
mediante l'impiego di grandezze esclusivamente angolari.
\subsection{Le equazioni del moto circolare uniforme}
Si definiscono dunque le seguenti grandezze:
\begin{itemize}
\item $\theta$ in funzione del tempo
\item $\displaystyle \omega=\dot{\theta}=\frac{d\theta}{dt}$
\item $\displaystyle \alpha=\ddot{\theta}=\frac{d\omega}{dt}=\frac{d^2\theta}{dt^2}$
\end{itemize}
Innanzitutto, è possibile coniugare il mondo angolare con quello
cartesiano, tenendo conto del fatto che $x=\theta r$. In questo modo
si ricavano le seguenti relazioni:
\begin{itemize}
\item $\displaystyle v=\omega r$, la velocità angolare
\item $\displaystyle a_t=\alpha r$, l'accelerazione tangenziale
(da distinguersi da quella centripeta!)
\end{itemize}
Per sostituzione, dalle equazioni \ref{eq:mua} si ottengono dunque
le analoghe seguenti:
\begin{equation}
\begin{dcases}
\theta = \theta_0 + \omega t + \frac12 \alpha t^2 \\
\omega = \omega_0 + \alpha t
\end{dcases}
\end{equation}
\subsection{L'accelerazione centripeta}
Oltre all'accelerazione tangenziale, direttamente proporzionale a
quella lineare, è possibile definire anche un altro tipo di
accelerazione: \textbf{l'accelerazione centripeta} ($a_c$), diretta dal
corpo verso il centro della circonferenza sulla quale questo muove.
Questo tipo di accelerazione è costante nel moto circolare uniforme
ed è calcolata mediante le seguente equazione:
\begin{equation}
a=\frac{v^2}{r}
\end{equation}
\begin{proof}
La velocità può essere espressa vettorialmente nella seguente
forma $\vec{v}(-v\sin(\theta),v\cos(\theta))$, mentre
le funzioni trigonometriche possono essere sostituite utilizzando
le coordinate del punto ed il raggio della circonferenza su cui
si muove il corpo secondo le seguenti relazioni:
\begin{equation*}
\begin{dcases}
\cos(\theta)=\frac{x}{r} \\
\sin(\theta)=\frac{y}{r}
\end{dcases}
\end{equation*}
Perciò, derivando la velocità, si ottiene l'accelerazione
nella seguente forma:
\begin{equation*}
\vec{a}=(-\frac{v}{r}\cdot v_y, \frac{v}{r}\cdot v_x)
\end{equation*}
Computando il modulo dell'accelerazione e tenendo
conto che $v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}$, si ottiene
il risultato desiderato:
\begin{equation*}
a=\frac{v^2}r
\end{equation*}
\end{proof}
\end{document} \end{document}
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