La conservazione della quantità di moto in una collisione è un principio fondamentale che evidenzia come la somma delle quantità di moto prima e dopo l’impatto in un sistema isolato rimanga costante. Questo significa che la quantità di moto persa da un corpo è uguale a quella guadagnata dall’altro, garantendo la conservazione complessiva della quantità di moto.
La quantità di moto di un corpo è il risultato della moltiplicazione tra la sua massa e la sua velocità, con unità di misura in kg m/s. Ad esempio, nel caso di un fucile che spara un proiettile, l’applicazione di questo principio consente di calcolare il contraccolpo generato dallo sparo.
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Esempio di applicazione:
Consideriamo un fucile con massa di 3.5 kg che spara un proiettile di massa 0.009 kg con una velocità di 200 m/s. Inizialmente entrambi sono fermi, quindi la quantità di moto totale è zero. Dopo lo sparo, la quantità di moto del proiettile è 1.8 kg·m/s. Utilizzando il principio di conservazione della quantità di moto, possiamo calcolare che il fucile riceve un’impulso pari a -1.8 kg·m/s, con la velocità risultante del fucile di -0.51 m/s, indicando che si muove in direzione opposta al proiettile.
Interrelazione con la terza legge di Newton:
In base alla terza legge di Newton, quando due particelle di masse diverse si urtano, vengono soggette a forze di uguale intensità ma opposte. La variazione della quantità di moto di ogni particella è proporzionale alla forza esercitata nel tempo dell’impatto. Se non ci sono altre forze coinvolte nel sistema, la variazione totale della quantità di moto sarà nulla, confermando così la conservazione complessiva della quantità di moto nel sistema isolato.
