Sistemi di particelle (sdp)
Sistema di N particelle , con N>1. Definizioni.
Centro di massa di un sdp: CM = Centro di Massa, mi = massa della particella i-esima |
Velocità del Centro di Massa vi = velocità della particella i-esima |
Accelerazione del Centro di Massa ai = accelerazione della particella i-esima |
Quantità di moto di un sdp
Quantità di moto di un sdp si dimostra che: = Massa del sdp |
La relazione afferma che la quantità di moto P del sdp è uguale a quella di una particella di velocità vCM e di massa M, la massa M del sdp. Il centro di massa, a pieno diritto, costituisce una particella rappresentante l'intero sistema, pur essendo, di fatto, una particella fittizia.
Forze interne e forze esterne
N=2 Fe1, Fe2 Forze esterne esercitate dall'ambiente su ciascuna particella del sistema Fi1, Fi2 forze
esercitate da una particella sull'altra (forze interne) |
Prima relazione fondamentale dei sistemi di particelle. Si dimostra che: le forze esterne Fei applicate alle singole particelle sommate tra loro danno luogo alla risultante ; questa viene esercitata sul CM e ne causa l'accelerazione aCM.
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La dinamica di un sdp è regolata esclusivamente dalle forze esterne.
Momento angolare di un sdp
Definizione: indicando con Li = ri x mi vi il momento angolare della particella i-esima calcolato rispetto ad un dato polo O, si definisce momento angolare del sdp rispetto a quel polo la somma vettoriale dei momenti angolari di tutte le particelle.
Spin ( o momento angolare proprio di un sdp)
Dicesi spin di un sdp, L*, il momento angolare del sistema determinato rispetto al Centro di Massa.
ri* e vi* rappresentano rispettivamente il raggio vettore e la velocità della i-esima particella relativi al centro di massa.
Momento di forza di un sdp
Definizione: indicando con il momento delle forze esercitate sulla particella i-esima, calcolato rispetto al polo O, si definisce momento di forza del sdp rispetto al polo O il risultante dei momenti :
In figura: F1 = Fint1
+ Fe1 |
Energia cinetica di un sdp
E = energia cinetica del sdp |