Calcolatore per la Conservazione della Quantità di Moto

Il calcolatore per la conservazione della quantità di moto ti aiuterà a descrivere il movimento di due oggetti che si scontrano. Ti stai chiedendo cos'è la quantità di moto? Visita il nostro calcolatore della quantità di moto 🇺🇸 per scoprirlo. Continua a leggere questo articolo se vuoi comprendere meglio la legge di conservazione della quantità di moto, non capisci bene la differenza tra urto elastico e anelastico, o non riesci a distinguere tra il concetto di conservazione dell'energia cinetica e quello di conservazione della quantità di moto.

Preferisci guardare piuttosto che leggere? Dai un'occhiata a questo video sulla conservazione della quantità di moto:

La legge di conservazione della quantità di moto dice che in un sistema isolato, la somma delle quantità di moto di tutti gli oggetti è costante, cioè non cambia. Un sistema isolato è un sistema di corpi — in genere, si tratta di più di un corpo — che non hanno interazioni al di fuori del sistema. Dunque, nessuna quantità di moto va persa: anche se uno dei corpi ne perde una parte, essa è "guadagnata" dall'altro corpo.

Immagina due macchinine giocattolo su un tavolo. Supponiamo che esse formino un sistema isolato, in cui nessuna forza esterna agisce sui due oggetti, e nemmeno la forza di attrito del tavolo. Una delle macchinine si muove a una velocità costante di 3 km/h e colpisce la seconda macchinina, che è rimasta ferma, facendola muovere. Puoi osservare che la prima macchinina rallenta visibilmente dopo l'urto. Questo risultato è avvenuto perché una certa quantità di moto è stata trasferita dalla prima alla seconda macchina.

La differenza principale tra i tipi di quantità di moto è legata al comportamento dell'energia cinetica del sistema isolato. Se questo tipo di energia non ti è familiare, ti consigliamo di dare un'occhiata all'articolo nel nostro calcolatore di energia cinetica, che ti aiuterà a capire il concetto prima di parlare dei diversi tipi di urti.

Esistono tre tipi di urti:

• Urto perfettamente elastico — Nel caso dell'urto elastico, sia la quantità di moto che l'energia cinetica del sistema vengono conservate. I corpi rimbalzano l'uno dall'altro. Un ottimo esempio di urto elastico è quello tra oggetti duri, come biglie o palle da biliardo;

• Urto parzialmente elastico — La quantità di moto è conservata e i corpi si muovono a velocità diverse, ma l'energia cinetica non è conservata. Questo non significa però che essa scompare — una parte dell'energia viene utilizzata per compiere un lavoro; per esempio, si crea calore o uno degli oggetti si deforma. Un incidente stradale è un esempio di urto parzialmente elastico: il metallo si deforma e si perde un po' di energia cinetica; infine

• Urto perfettamente anelastico — I corpi si uniscono e tutto il sistema si muove a una velocità comune. La quantità di moto si conserva, ma si perde un po' di energia cinetica. Ad esempio, quando un proiettile che viaggia velocemente colpisce un bersaglio di legno, può rimanere bloccato all'interno del bersaglio e continuare a muoversi con esso.

Nota che mentre la legge di conservazione della quantità di moto è valida per tutti i tipi di urto, in alcuni casi la somma dell'energia cinetica di tutti gli oggetti cambia. Tuttavia, l'energia totale si conserva sempre. Questa energia è la somma dell'energia potenziale, cinetica e interna. L'energia persa a causa delle forze dissipative (per esempio, la forza di attrito) che agiscono sul movimento degli oggetti in collisione si traduce in energia interna.

Per saperne di più sull'energia potenziale, consulta il nostro calcolatore di energia potenziale.

Puoi usare il nostro calcolatore per la conservazione della quantità di moto per calcolare tutti i casi di urto. Per calcolare le velocità di due oggetti che si scontrano, segui questi passaggi:

1. Inserisci le masse dei due oggetti. Supponiamo che il primo oggetto abbia una massa di 8 kg, mentre il secondo pesa 4 kg;

2. Decidi a che velocità si muovono gli oggetti prima dell'urto. Ad esempio, il primo oggetto può muoversi a una velocità di 10 m/s mentre il secondo rimane fermo. La velocità di quest'ultimo sarà, dunque, pari a 0 m/s;

3. Determina la velocità finale di uno degli oggetti. Ad esempio, sappiamo che dopo l'urto il primo oggetto continuerà a viaggiare a 4 m/s;

4. Calcola la quantità di moto del sistema prima dell'urto. In questo caso, la quantità di moto iniziale è pari a 8 kg × 10 m/s + 4 kg × 0 m/s = 80 N⋅s; quindi

5. Secondo la legge di conservazione della quantità di moto, la quantità di moto totale deve essere conservata. La quantità di moto finale del primo oggetto è pari a 8 kg × 4 m/s = 32 N⋅s. Per evitare perdite, il secondo oggetto deve avere una quantità di moto pari a 80 N⋅s - 32 N⋅s = 48 N⋅s, quindi la sua velocità è pari a 48 N⋅s / 4 kg = 12 m/s.

Puoi anche aprire la Modalità avanzata per vedere come cambia l'energia cinetica del sistema e per determinare se l'urto è stato elastico, parzialmente elastico o anelastico.