Il movimento traslatorio è il movimento di un oggetto senza un cambiamento nel suo orientamento rispetto a un punto fisso, al contrario del movimento rotatorio, in cui l’oggetto ruota attorno a un asse. In altre parole, una freccia dipinta su un oggetto sottoposto a puro movimento traslatorio continuerebbe a puntare nella stessa direzione; qualsiasi rotazione farebbe cambiare direzione alla freccia. Nel mondo reale, la maggior parte dei movimenti è una combinazione dei due. Nello spazio, ad esempio, oggetti come stelle, pianeti e asteroidi cambiano costantemente posizione l’uno rispetto all’altro, ma ruotano anche invariabilmente. La comprensione del moto traslazionale gioca un ruolo fondamentale nella fisica di base e nella comprensione del comportamento degli oggetti in movimento in generale, dagli atomi alle galassie.
In teoria, il moto traslatorio puro non implica necessariamente il viaggio in linea retta. È possibile che un oggetto si muova in un percorso curvo senza cambiare il suo orientamento; tuttavia, nella maggior parte delle situazioni della vita reale, un cambio di direzione implicherebbe la rotazione su un asse, in altre parole, la rotazione. In aeronautica, moto traslatorio significa movimento lungo una linea retta, avanti o indietro, a sinistra oa destra e in alto o in basso. Quando un aereo sorvola un aeroporto, cambia continuamente orientamento e subisce un certo grado di rotazione.
Dinamiche Traslazionali
Lo studio del moto traslazionale è noto come dinamica traslazionale e utilizza una serie di equazioni per analizzare il movimento degli oggetti e come sono influenzati da varie forze. Gli strumenti utilizzati per studiare il movimento includono le leggi del moto di Newton. La prima legge, ad esempio, afferma che un oggetto non cambierà il suo moto a meno che una forza non agisca su di esso, mentre la seconda legge afferma che la forza è uguale alla massa moltiplicata per l’accelerazione. Un altro modo per dirlo è che l’accelerazione è uguale alla forza divisa per la massa, il che significa che è più difficile cambiare il movimento di traslazione di un oggetto massiccio rispetto a uno meno massiccio. Le forze che possono agire su un oggetto includono gravità e attrito.
Atomi e molecole
A livello molecolare, la temperatura di una sostanza può essere definita in gran parte in termini di movimento traslatorio dei suoi atomi o molecole. Anche la rotazione gioca un ruolo sul movimento molecolare, ma non è importante in termini di temperatura. Se si applica calore a un solido, l’energia elettromagnetica viene convertita in energia cinetica in quanto le sue molecole si muovono più velocemente. Ciò aumenta la sua temperatura e può farla espandere di volume. Se viene applicato abbastanza calore, il materiale si scioglierà in uno stato liquido e infine bollirà per formare un gas, all’aumentare della velocità media delle molecole.
Le molecole di una sostanza soggetta a calore si comportano secondo le leggi del moto di Newton. Le molecole con più massa richiedono più forza per aumentare la loro velocità. Le sostanze più pesanti di solito richiedono quindi più calore per farle sciogliere o bollire. Altre forze, tuttavia, possono anche agire sulle molecole per trattenerle, quindi questa regola non è sempre vera. L’acqua, ad esempio, ha un punto di ebollizione più alto di quanto ci si aspetterebbe per il suo peso molecolare a causa dei legami idrogeno che tengono insieme le molecole.
Movimento a livello macroscopico
La maggior parte del movimento nel mondo fisico è una combinazione di movimento di traslazione e movimento di rotazione, in cui quest’ultimo controlla la direzione sull’asse mentre il primo spinge l’oggetto in quella direzione. Il corpo umano si muove con una combinazione di questi due tipi di movimento. Gli arti ruotano sulle loro articolazioni, fornendo l’impulso per il movimento direzionale, come camminare. Gli esseri umani possono camminare in questo modo su pendii variabili senza cambiare il loro orientamento generale.
Gli esperimenti hanno determinato che il movimento combinato di traslazione e rotazione è più efficiente in termini di energia cinetica rispetto alla sola traslazione. Il moto di traslazione puro crea un attrito costante contro le superfici circostanti, anche l’aria, causando una maggiore perdita di energia cinetica e momento nel tempo. L’aggiunta del movimento rotatorio riduce l’attrito, consentendo all’energia cinetica di persistere per un periodo più lungo. Ad esempio, una ruota che rotola su una superficie dimostra entrambi i tipi di movimento e subisce un attrito molto minore di quanto accadrebbe se fosse spinta senza alcuna rotazione.