Energia di rotazione
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    Una grandezza fondamentale nella dinamica di un corpo in movimento è la sua energia meccanica. Un osservatore che stia osservando un corpo C di massa m, che cambia posizione in istanti successivi, considera il corpo come dotato di energia, vede l'oggetto come capace di compiere lavoro. L'energia di cui può essere dotato un corpo si può presentare in diversi modi: energia potenziale, termica, elettrica,... di movimento. Nello studio della Meccanica ci si preoccupa appunto dell'energia meccanica, ovvero di quella di cui è in possesso un corpo rispetto ad un osservatore per il fatto stesso che questo vede il corpo occupare posizioni diverse in istanti diversi, quindi lo vede " in movimento". Il corpo C rispetto all'osservatore può essere dotato di moto traslatorio, di puro moto rotatorio o più in generale di moto rototraslatorio.

    Quando il corpo ruota l'osservatore cerca di individuare istante per istante l'asse intorno al quale avviene la rotazione. Si parla di asse di istantanea rotazione: questo può mantenersi fisso oppure variare.

    Se il corpo ruota semplicemente intorno ad un asse fisso a allora gli si associa un'energia di rotazione che è espressa da una legge molto semplice alla cui struttura concorrono la massa del corpo, la velocità angolare con cui il corpo ruota intorno all'asse, la distanza media (raggio giratore) dall'asse di rotazione alla quale si può pensare concentrata la massa del corpo. Con l'introduzione del concetto di momento d'inerzia si può rendere ancora più snella ed elegante la legge. Vediamo come.

    Consideriamo un corpo rigido C che ruota intorno ad un asse a con velocità angolare w. Durante il moto ogni particella elementare mi costituente il corpo descrive intorno all’asse una circonferenza di raggio ri pari alla distanza dall’asse di rotazione della posizione occupata dalla particella; inoltre tutte le particelle hanno la stessa velocità angolare del corpo. Dallo studio del moto circolare sappiamo che il modulo della velocità lineare posseduta dalla particella è

                   vi=wri            (5)

e quindi la sua energia cinetica è data da


Per ottenere l’energia cinetica rotazionale di tutto il corpo si devono sommare le energie delle singole sue particelle elementari. Indicando con N il numero delle particelle l’espressione dell’energia diventa

(6)

Nella (6) abbiamo indicato con Ia  il momento d’inerzia del corpo C rispetto all’asse di rotazione a.

Corpo rigido in rotazione ed energia cinetica di rotazione