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sezione
C
La fisica del movimento
184
F
a
F
d
F
2
Il primo principio della dinamica
La dinamica si fonda su tre princìpi, formulati da Isaac Newton nella sua
opera
Philosophiae naturalis principia mathematica
.
Il primo principio, noto anche come
principio di inerzia
, riguarda la ten-
denza dei corpi a conservare il proprio stato di moto.
Primo principio della dinamica
Quando la risultante delle forze agenti su un corpo è nulla, esso rimane
fermo oppure, se in movimento, continua a muoversi di moto rettilineo
uniforme.
L’inerzia di un corpo
L’
inerzia
è la proprietà di ogni corpo di conservare, se indisturbato, la
propria velocità.
Per mettere in movimento un corpo fermo, e per frenare o deviare un corpo
che si muove, bisogna necessariamente che intervenga una forza. Questa
dovrà essere tanto più intensa quanto maggiore è l’inerzia del corpo.
Viceversa, se un corpo è fermo o in moto rettilineo uniforme, vuol dire che
su di esso non agiscono forze oppure agisce un sistema di forze in equilibrio.
Perché una motoslitta viaggi a velocità costante in linea retta, il motore deve
sviluppare una forza che bilanci la risultante delle forze di attrito (
1
).
fig. 4
–
Il primo principio per un automobilista.
Primo principio e sistema di riferimento
Immaginiamo che su un sedile di un’automobile sia appoggiato un pacco.
Se l’automobile viaggia a velocità costante su una strada rettilinea, il pacco è
fermo rispetto all’automobile e inmoto rettilineo uniforme rispetto alla strada.
Che cosa succede se l’automobile fa una brusca frenata?
Il pacco cade in avanti. Dunque esso accelera rispetto all’automobile, pur non
essendoci alcuna forza che lo spinga in avanti. Rispetto alla strada, invece,
tende a conservare la velocità che aveva prima della frenata
[
fig.4
]
.
Ciò vuol dire che il principio di inerzia è valido nel sistema di riferimento
della strada, ma non in quello dell’automobile. Più precisamente, nel siste-
ma dell’automobile è valido fintanto che l’automobile è in moto rettilineo
uniforme rispetto alla strada, mentre non è più valido durante la frenata.
come e perché
1
Le forze di un moto rettilineo uniforme
La resistenza
F
→
a
dell’aria e la forza di attrito dinamico
F
→
d
esercitata dal ghiaccio sulle
lame della motoslitta sono equilibrate dalla forza motrice
F
→
sviluppata dal motore:
F
→
a
+
F
→
d
+
F
→
=
0
Il peso e la reazione normale del suolo (non rappresentate) si bilanciano lungo la
direzione verticale.
L’automobile si muove di moto rettilineo uniforme: in accordo con
il primo principio della dinamica, il pacco sul sedile resta fermo
rispetto all’automobile.
L’automobile frena: il pacco accelera in avanti rispetto
all’automobile, senza che nessuna forza lo spinga in avanti. Per
l’automobilista il primo principio non è più valido.
VIDEOLABORATORIO
Il principio di inerzia
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