Accelerazione tangenziale

La parola accelerazione si riferisce all'azione e all'effetto di accelerare. Questo verbo, a sua volta, implica l'aumento della velocità. Ecco perché è importante distinguere tra la velocità (che mostra il cambiamento di posizione di un corpo rispetto al tempo) e l'accelerazione (che indica come cambia questa velocità).

L'accelerazione, invece, è una grandezza vettoriale che ci permette di esprimere l'aumento della velocità nell'unità di tempo. Il Sistema Internazionale stabilisce che questa unità è il metro al secondo ogni secondo (m/s²).

Per definire e analizzare il concetto di accelerazione tangenziale, è necessario innanzitutto chiarire che si tratta di un termine legato al moto circolare; questo descrive una traiettoria circolare intorno a un asse attorno al quale ruota mantenendo un raggio costante. Quando la velocità di tale moto si mantiene anche nel tempo, si ha il cosiddetto moto circolare uniforme (noto come UTC); questa situazione è considerata un caso speciale, dato che non c'è variazione di nessuna delle sue componenti, ed è più tipica della teoria che della pratica.

Quando si realizza il moto circolare, il corpo in movimento ha una velocità angolare, dato che ruota costantemente con una certa inclinazione. Gli elementi che compongono la sua definizione sono l'angolo di rotazione per unità di tempo e la lettera dell'alfabeto greco usata per designarlo è ω (omega); secondo il Sistema Internazionale, questo si esprime in radianti al secondo, o rad/s. Vale la pena ricordare che, mentre è usato per descrivere il moto rotatorio di corpi solidi rigidi, può essere utilizzato anche per le particelle, soprattutto se si muovono in un percorso chiuso, come un cerchio o un'ellisse.

La velocità tangenziale, d'altra parte, è la velocità del corpo in un dato momento nel tempo, tenendo conto della sua direzione e direzione, così come il raggio attraverso cui sta viaggiando in una particolare frazione della sua traiettoria. Per misurarla, l'unità di spazio viene presa in considerazione per l'unità di tempo, come i metri al secondo o i chilometri all'ora. Mentre la velocità angolare può essere usata come riferimento per calcolarla, è necessario capire che la velocità angolare può essere costante, mentre l'accelerazione tangenziale può variare ad ogni passo, date le alterazioni del percorso.

Come per l'accelerazione tangenziale, è la grandezza che lega la variazione della velocità al tempo. Per esempio, nel caso di un'automobile, l'accelerazione tangenziale dipende da come il conducente preme l'acceleratore. Così, l'accelerazione tangenziale è l'accelerazione che aumenta o diminuisce la velocità alla quale il veicolo si muove.

L'accelerazione tangenziale differisce dall'accelerazione normale, che è un'altra componente perpendicolare nella quale il vettore accelerazione può essere scomposto. L'accelerazione normale è quella che riflette il cambiamento della direzione della velocità nel tempo.

Per tornare all'esempio dell'auto, l'accelerazione normale si verifica quando il conducente decide di girare il volante e spostare il veicolo in una direzione diversa. Questo ci porta a riconoscere che un'accelerazione può avere diverse direzioni, e che queste a loro volta possono puntare nella stessa direzione della velocità (quando l'auto si muove in avanti) o nella direzione opposta (quando l'auto frena).

Il termine tangente indica che la direzione dell'accelerazione è la stessa di quella della velocità tangenziale, anche se la sua direzione può essere opposta. L'accelerazione normale, invece, ha la stessa direzione del raggio della circonferenza, quindi è perpendicolare al percorso tracciato.