!!!! E quella parte della meccanica che studia il movimento di un corpo indagandone le cause che l hanno prodotto

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1 E quella parte della meccanica che studia il movimento di un corpo indagandone le cause che l hanno prodotto

2 La dinamica è fondata su tre princìpi fondamentali: Il PRIMO PRINCIPIO, o principio di inerzia; Il SECONDO PRINCIPIO, o legge fondamentale della dinamica; Il TERZO PRINCIPIO, o principio di azione e reazione.

3 Le forze non sono necessarie per mantenere la velocità Secondo il principio di inerzia un oggetto, senza effetto di forze, tende o a muoversi con velocità costante o a rimanere fermo se la sua velocità è nulla

4 ENUNCIATO: In un sistema inerziale, le forze provocano una variazione di velocità, e, quindi, producono un accelerazione Qual è la relazione tra forza e accelerazione

5 Esperimento disco a ghiaccio secco Trasciniamo, per mezzo di una cordicella, un disco a ghiaccio secco con una forza costante, facendo in modo che l elastico tra la cordicella e il disco mantenga un allungamento sempre uguale.

6 Fotografando la posizione del disco a intervalli di tempo costanti, osserviamo che, al trascorrere del tempo, il disco percorre distanze maggiori in uguali intervalli di tempo. Il suo moto è accelerato.

7 Calcolando l accelerazione media fra gli intervalli, osserviamo che la sua accelerazione si è mantenuta costante. Il disco si è mosso di moto uniformemente accelerato.

8 Ripetiamo l esperimento con una seconda forza costante, con valore doppio rispetto a quella di prima. Il disco continuerà a muoversi con un moto uniformemente accelerato, e la nuova accelerazione risulterà essere esattamente il doppio di quella di prima

9 ENUNCIATO: L accelerazione di un corpo è direttamente proporzionale alla forza che agisce su di esso. Il vettore accelerazione ha la stessa direzione e lo stesso verso della forza. N.B. Tutto ciò è valido in un sistema di riferimento inerziale

10 L accelerazione del corpo determinata dalla forza applicata è anche inversamente proporzionale alla sua massa: a = k F m a = accelerazione (m/s 2 ) F = forza (N) m = massa (kg) k = costante, uguale a 1 NEWTON: è il valore di una forza che, applicata a una massa di 1 kg, le imprime un accelerazione pari a 1 m/s 2

11 Concludendo La forza totale che agisce su un corpo è uguale al prodotto della sua massa per l accelerazione a cui è soggetto F = ma F = forza (N) m = massa (kg) a = accelerazione (m/s 2 )

12 Questo principio è valido solo nei sistemi di riferimento inerziali. Un caso particolare è proprio il PRINCIPIO DI INERZIA. Se la forza totale è zero, l accelerazione è zero. In assenza di forze, l oggetto si muove a velocità costante: se è fermo, resta fermo, se si muove, il suo moto è rettilineo uniforme.

13 Alcune applicazioni pratiche " Nel salto con l asta, i materassi di protezione allungano l intervallo di tempo impiegato dal corpo dell atleta per arrestarsi. L accelerazione è dunque abbastanza piccola e l altleta non è soggetto a forze pericolose

14 L air-bag delle automobili protegge l autista dai gravi danni di un brevissimo urto contro il volante. Una volta gonfiato, l airbag attutisce l urto perché arresta il corpo dell autista in un tempo molto più lungo

15 Per il secondo principio della dinamica, la massa m = F/a. Più la massa è grande, più un corpo resiste (cioè si oppone) a essere accelerato, cioè tanto maggiore è la forza che occorre esercitare per farlo accelerare. La massa è dunque la resistenza che un corpo oppone al tentativo di essere accelerato. Misura quanto è grande la sua inerzia, per questo è detta massa inerziale.

16 ENUNCIATO: Quando un corpo A esercita una forza su un corpo B, anche B esercita una forza su A. Le due forze hanno stessa intensità e stessa direzione, ma versi opposti. F A su B = - F B su A

17 Alcune applicazioni pratiche In una barca a remi, con i remi spingiamo indietro l acqua per spingere in avanti la barca

18 La ruota dell automobile spinge indietro il terreno per essere spinta in avanti

19 Se il terzo principio fosse falso Ipotizziamo che le forze con cui due oggetti interagiscono abbiano intensità diverse. Poniamo due sassi di massa diversa su un automobile, immaginando di ridurre gli attriti a zero. La somma delle due forze sarebbe diversa da zero, la macchina accelererebbe in direzione di quella di massa maggione, senza consumare carburante.

20 Un corpo si dice in caduta libera quando su di esso agisce soltanto la sua forza peso. In assenza di attrito con l aria, un oggetto in caduta libera si muove con un accelerazione costante e uguale per tutti i corpi: l accelerazione di gravità.

21 Nei corpi in caduta libera, per il secondo principio della dinamica, vale dunque la relazione: F p = mg F = forza peso (N) m = massa (kg) g = accelerazione gravità (9,8 m/s 2 ) Dunque la forza peso è direttamente proporzionale alla massa e all accelerazione di gravità

22 Poiché l accelerazione di gravità cambia a seconda del luogo, cambia anche il peso di un corpo, ma la sua massa rimane invariata. #$%%&'())&$*&+&%%&,& -./%0*1234(4&$*&5&66&,07812+(6&9:; <.)=&=&6$%%&>$*&2%& 6=(66&+&%%&,&-./%0*1 3.*6()?&%&6=(66&5&66&2 5&0%6$.+(6.@,0A27;2 +()34B,050*$063(%&C.)D&,01)&?0=EF