Capitolo Le forze e i moti

La velocità angolare

Il valore della velocità angolare

In un moto circolare uniforme con periodo T, il raggio vettore descrive un angolo retto (ampio π/2) nel tempo T/4, un angolo piatto (ampio π) nel tempo T/2 e un angolo giro (ampio 2π) nel tempo T.

Si vede, quindi, che

nel moto circolare uniforme gli angoli al centro spazzati dal raggio vettore sono direttamente proporzionali ai corrispondenti intervalli di tempo.

Il valore di ω può allora essere calcolato prendendo un angolo Δα qualunque e il corrispondente valore di Δt. La cosa più semplice è scegliere Δα = 2π e Δt = T, ottenendo:

\[ {\omega}={\frac{\mathrm{\Delta}{\alpha}}{\mathrm{\Delta}{t}}}={\frac{{2}\mathrm{\pi}}{T}}\hspace{1em}\hspace{1em}\mathrm{\Rightarrow}\hspace{1em}\hspace{1em}{\omega}={\frac{{2}\mathrm{\pi}}{T}}. \]

Questa espressione permette di scrivere in modo diverso il valore di v: partendo dalla formula (13) otteniamo 

 

I diversi punti di una giostra, per esempio, si muovono di moto circolare uniforme con lo stesso periodo T e la stessa velocità angolare ω. Però i punti più vicini al centro della giostra sono più lenti di quelli che si trovano sul bordo.

Ciò è espresso dalla formula v = ωr, secondo cui il modulo v della velocità dei punti della giostra aumenta in modo direttamente proporzionale alla loro distanza dal centro.  

    

 

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esempio

La lancetta dei minuti di una sveglia analogica compie un giro completo in 1,00 h.

Calcola la velocità angolare del moto della lancetta.

Il moto della lancetta ha periodo T = 1,00 h = 3,60 × 103 s. Allora, dalla formula (17) si ricava la velocità angolare:

\[\omega =\frac{{2\pi }}{T}=\frac{{2 \times (3,\!14\;\rm rad)}}{{3,\!60 \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^3}{\rm{s}}}}=1,\!74 \times {\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - }}3}}{\rm\frac{{rad}}{s}}. \]
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