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sezione
C
La fisica del movimento
188
Il secondo principio della dinamica è una legge
vettoriale
L’accelerazione prodotta da una forza ha la direzione e il verso della forza.
Pertanto il secondo principio della dinamica può essere espresso in forma
vettoriale.
seConDo prinCipio DeLLa DinamiCa
La risultante
F
→
delle forze applicate a un corpo è uguale al prodotto fra la
massa
m
del corpo e l’accelerazione
a
→
da esso acquistata:
F
→
=
m
a
→
(1)
In modo equivalente si può dire che
l’accelerazione acquistata da un corpo è
direttamente proporzionale alla forza risultante a esso applicata e inversamente
proporzionale alla sua massa
.
Il secondo principio esprime una legge valida, istante per istante, anche nel
caso in cui la forza e l’accelerazione non siano costanti nel tempo.
forza
(N)
accelerazione
(m/s
2
)
massa
(kg)
Le risposte DeLLa fisiCa
1
Per eseguire l’attività extraveicolare che gli è stata
affidata, un membro dell’equipaggio della Stazione
Spaziale Internazionale compie una passeggiata nello
spazio. L’unità di propulsione esercita sull’astronauta,
che con la tuta spaziale e l’attrezzatura ha una massa
complessiva di 340 kg, una forza costante. Qual è
l’intensità di questa forza, se dopo 5,00 s l’astronauta,
essendo inizialmente fermo rispetto alla stazione, si è
spostato di 4,00 m?
Dati e inCognite
m
=
340 kg
t
=
5,00 s
s
=
4,00 m
F
=
?
soLUzione
Fintanto che l’unità di propulsione esercita sull’astro-
nauta una forza costante
F
→
, egli compie rispetto alla
stazione spaziale un moto rettilineo unifomemente
accelerato, partendo da fermo, nella direzione e nel
verso di
F
→
. Applicando la legge oraria espressa in for-
ma scalare otteniamo:
s
=
1
2
a
t
2
da cui
a
=
2
2
s
t
a spasso sì, ma non per una boccata d’aria!
Avendo indicato con
s
lo spostamento, con
a
l’ac-
celerazione costante dell’astronauta e con
t
il tempo
trascorso dall’istante iniziale.
Per il secondo principio della dinamica l’intensità della
forza è quindi:
F
=
m a
=
2
2
m s
t
=
2 340 4 00
5 00
2
(
( ,
( ,
kg)
m)
s)
=
109 N
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La seconda legge
di Newton
Newton’s second
Law of motion
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