La quantità di moto, anche chiamata momento lineare, è una grandezza fisica fondamentale in meccanica classica. Rappresenta una misura dell’inerzia di un corpo in movimento ed è una delle principali grandezze conservate in fisica. La quantità di moto di un corpo si definisce come il prodotto della sua massa e della sua velocità:
\[
\mathbf{p} = m \mathbf{v}
\]
dove:
- \( \mathbf{p} \) è la quantità di moto (una grandezza vettoriale),
- \( m \) è la massa del corpo (una grandezza scalare),
- \( \mathbf{v} \) è la velocità del corpo (una grandezza vettoriale).
Caratteristiche principali
- Vettorialità: La quantità di moto è un vettore, cioè ha una direzione e un verso, determinati dalla velocità del corpo.
- Unità di misura: Nel Sistema Internazionale (SI), l’unità di misura della quantità di moto è il \( \mathrm{kg \cdot m/s} \).
- Conservazione della quantità di moto: In un sistema isolato, dove non agiscono forze esterne, la quantità di moto totale si conserva. Questo principio è fondamentale in fisica e si applica a una vasta gamma di fenomeni, come urti, esplosioni e interazioni fra particelle.
Interpretazione fisica
- La quantità di moto descrive quanto “difficile” sia modificare lo stato di movimento di un corpo:
- Un corpo più massiccio (massa elevata) ha una maggiore quantità di moto a parità di velocità.
- Un corpo che si muove più rapidamente (velocità elevata) ha una maggiore quantità di moto a parità di massa.
Conservazione della quantità di moto.
In assenza di forze esterne, o se le forze esterne si bilanciano, la quantità di moto totale di un sistema rimane costante. Questo principio si scrive come:
\[
\mathbf{p}_{\text{iniziale}} = \mathbf{p}_{\text{finale}}
\]
Ad esempio, negli urti elastici o anelastici, la quantità di moto totale dei corpi coinvolti si conserva.
Applicazioni
- Urti: La conservazione della quantità di moto è utilizzata per analizzare il moto di corpi dopo un urto.
- Meccanica orbitale: Le interazioni gravitazionali tra corpi celesti si studiano anche attraverso la quantità di moto.
- Fisica moderna: Anche nella relatività e nella meccanica quantistica, il concetto di quantità di moto viene generalizzato e conserva la sua importanza.