Dinamica: Forze e Moto, Leggi di Newton
- La Dinamica studia il moto dei corpi in relazione il moto con le sue
cause: perche e come gli oggetti si muovono.
- La causa del moto e individuata nella presenza di interazioni fra corpi
che si manifestano come Forze
- Il moto dei corpi e determinato dalle Leggi di Newton
Le forze
Se su un sistema fisico non agiscono forze, oppure agiscono delle forze ma la loro risulante è nulla, allora il sistema è in quiete, oppure in moto rettilineo uniforme; cioè mantiene la sua velocità costante (attenzione la quiete è un moto con velocità zero!)
Solo se la risultante delle Forze è diversa da zero, allora cambia questo stato
Possiamo distinguere le Forze in
- { Forze di contatto: conseguenza del contatto fisico fra due oggetti
- { Campi di forze: agiscono tramite lo spazio, senza contatto fisico
Tipi di Forze: peso, reazione vincolare, tensione, attrito, elastica,...
Misura delle forze
- Si può usare una molla per calibrare la grandezza di una forza
- Le forze sono vettori: bisogna usare le regole per l'addizione di vettori per trovare la forza totale (detta risultante) agente su di un oggetto
massa e peso
La Massa e quella proprietà di un oggetto che specifica quanta
resistenza un oggetto oppone ai cambiamenti della sua velocità
La Massa e una proprieta intrinseca di un oggetto: non dipende da
cosa circonda l'oggetto, ne dal metodo usato per misurarla
La Massa e una quantità scalare. L'unita SI per la Massa e il kg.
- La forza che chiamiamo peso e dovuta all'attrazione gravitazionale che la terra esercita su tutti i corpi
- Vicino alla superficie terrestre, un corpo di massa m risente di una forza peso P diretta verso il centro della terra:
P = m*g
NB: il peso di un corpo non e la sua massa! La Massa e il Peso sono due quantità differenti!
Il Peso e uguale alla grandezza della forza gravitazionale esercitata su di un oggetto
Il Peso varia da luogo a luogo
La Massa di un oggetto e sempre la stessa dappertutto
Forza normale (o reazione vincolare)
Quando due corpi entrano a contatto essi esercitano l'uno sull'altro
forze di contatto
Se le superci dei corpi sono prive di attrito, le forze di contatto sono
dirette sempre normalmente (=perpendicolarmente) ad esse
Oggetti in Equilibrio
Se l'accelerazione di un oggetto è nulla, si dice che l'oggetto e in equilibrio.
Matematicamente: la forza totale agente su di un oggetto in equilibrio è nulla, quindi
m*a = R = 0
Siamo in presenza di un problema di Statica.
Terza Legge di Newton
Se il corpo 1 esercita sul corpo 2 una
forza ~F12, il corpo 2 esercita sul corpo 1
una forza di modulo e direzione uguale
e verso opposto:
F21 =F12
F12 e F21 formano una coppia di azione e reazione. Il significato profondo
della terza legge e che le forze sono dovute ad interazioni fra i corpi:
{ Le forze sono sempre presenti a coppie
{ Una forza singola isolata non può esistere
{ Le forze di azione e di reazione agiscono su oggetti differenti
Esempio di coppie di Azione e Reazione
- La forza che il martello esercita sul chiodo è uguale e contraria alla forza che il chiodo
esercita sul martello; lo stesso vale per la forza che il chiodo esercita sul muro e viceversa.
- La forza normale di un oggetto appoggiato su un tavolo è la reazione al peso dell'oggetto
Fili corde e carrucole
Fili e corde: Tensione
Una corda tesa è in grado di trasmettere una forza al corpo al quale viene fissata: tale forza e viene detta tensione
La tensione è sempre diretta come la corda ed e applicata al punto di
attacco della corda stessa
Una corda ideale ha massa trascurabile ed e inestensibile
In una corda ideale, la tensione viene trasmessa inalterata da punto a
punto della corda stessa-
attrito
La presenza delle forze di attrito fa parte dell'esperienza quotidiana.
Se si tenta di far scorrere un corpo su una supercie, si
sviluppa una resistenza allo scorrimento detta forza di attrito.
Può essere schematizzata come una forza tangente alla supercie. Da un punto di vista microscopico l'attrito è dovuto alle microfusioni che si formano in corrispondenza delle asperità delle due superci a contatto.
La forza Fs necessaria a rompere le microfusioni e a far iniziare lo scorrimento e responsabile dell'attrito statico. Una volta iniziato, lo scorrimento puo essere mantenuto applicando una
forza Fd esterna che vinca l'attrito dinamico. Di solito, Fs è maggiore di Fd .
La forza di attrito è con buona approssimazione proporzionale alla normale N esercitata dal corpo sul piano :
Fs = μsN; Fd = μdN
dove Fs è il valore della forza di attrito statico;
μs = coeciente di attrito statico;
μd = coeciente di attrito dinamico.
μs, μd sono numeri che dipendono dalle superci a contatto;
per una data coppia di superci μd < μs.
tratto da fisica.uniud.it/~giannozz/public/Slides/Forces.pdf
