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)
spesso le forze interne soddisfano la terza legge della dinamica: Fi1= - Fi2

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.

 

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
              F2 = Fint2 + Fe2


Energia cinetica di un sdp

E = energia cinetica del sdp
Ei = energia cinetica della particella i-esima


Lista quadri riassuntivi