Urto
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
L'urto è il termine fisico con cui si identifica una collisione che avviene tra due o più corpi nello spazio, caratterizzato dalla presenza di forze interne molto intense e di breve durata (forze impulsive), mentre le forze esterne sono trascurabili. Il sistema si può quindi considerare isolato.
Per il secondo principio della dinamica, la quantità di moto totale, in un sistema isolato, si mantiene costante. In formule:
- dove P è la quantità di moto;
- M è la somma delle masse dei corpi del sistema;
- v è la somma vettoriale delle loro velocità.
Nel caso di un urto tra due corpi si ha:
- dove m1 e m2 sono le masse dei corpi 1 e 2
- v1i e v2i sono le velocità dei corpi prima dell'urto
- v1f e v2f sono le velocità dei corpi dopo l'urto
Se l'energia meccanica totale dei corpi è rimasta invariata (e quindi le velocità dei due corpi dopo l'urto hanno o direzione o verso o intensità diverse tra loro), allora si parla di urto elastico.
Se l'energia meccanica dei corpi è stata parzialmente dissipata nell'urto, allora si parla di urto anelastico. In quest'ultimo caso, se l'energia cinetica dissipata è la massima possibile (dovendo rispettare la conservazione della quantità di moto totale), l'urto si dice totalmente anelastico. In tal caso i due corpi procedono alla stessa velocità dopo l'urto. La parte di energia cinetica dissipata viene convertita in energia interna dei corpi coinvolti nell'urto.
La quantità di moto totale dopo l'urto è data dalla quantità di moto iniziale più il prodotto della forza dell'urto per il tempo in cui è applicata (cioè più l'impulso di questa forza). Poiché le forze sono uguali e contrarie per i due corpi, la loro somma vettoriale è nulla, in accordo con il principio di conservazione della quantità di moto.
Indice |
[modifica] Calcolo della forza connessa a un urto completamente elastico
Dati 2 corpi 
rispettivamente proiettile(
) e bersaglio(
), se le masse sono considerevolmente differenti, cioè 
, per ricavare la forza che viene impressa su da un numero 
di proiettili si può usare la seguente formula
nella quale:
massa del proiettile
frequenza di sparo
e con
velocità del proiettile
unità di tempo
[modifica] Calcolo della forza connessa a un urto completamente anelastico
Dalla formula precedente si ricava agevolmente quella relativa agli urti anelastici:
[modifica] Esempio
Supponendo che una mitragliatrice spari 340 proiettili al secondo, si vuole calcolare la forza impressa dai proiettili in un urto perfettamente elastico su di un muro durante uno sparo continuo della durata di 10 secondi, in base ai seguenti dati numerici:
Si avrà allora:
