Capitolo Le forze e i moti

Il moto armonico

Il grafico spazio-tempo del moto armonico

Il moto armonico si può studiare in laboratorio grazie a una molla di buona qualità a cui è attaccato un pesetto.

Con un sensore di movimento posto sotto la molla si rileva il grafico spazio-tempo della figura 22.

Dal grafico si possono dedurre due grandezze fondamentali del moto armonico:

il periodo T, che è la durata di un’oscillazione completa avanti e indietro; l’ampiezza dell’oscillazione, che è la distanza tra il valore massimo della curva da quello centrale dell’oscillazione ed è uguale al raggio della circonferenza ideale che genera il moto armonico.

Con altri sensori è possibile studiare anche il grafico velocità-tempo del moto armonico e quello accelerazione-tempo; nelle figure seguenti questi grafici sono sovrapposti a quello spazio-tempo per avere un confronto.

Il grafico v-t conferma che la velocità si annulla nei punti di inversione del moto (linee tratteggiate arancioni), mentre assume il valore massimo (positivo o negativo) al centro dell’oscillazione (linee tratteggiate azzurre).	Il grafico a-t rivela che a è nulla quando il moto oscillatorio passa per il centro (punti di intersezione tra le due curve); inoltre a è massima quando lo spostamento s è minimo e viceversa (linee tratteggiate).

Quindi,

il grafico spazio-tempo e quello accelerazione-tempo sono direttamente proporzionali, ma i segni delle due grandezze sono sempre opposti.

Velocità e accelerazione nel moto armonico

Velocità	Aumenta partendo da zero	Massima	Diminuisce	Aumenta (ma nel verso opposto)
Accelerazione	Massima, verso il basso	Nulla	Verso l’alto	Verso l’alto