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I principi della dinamica
UNITà
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Massa e peso: due concetti ben distinti
La più evidente differenza fra massa e peso è che la prima è uno scalare e
il secondo un vettore. Inoltre, la massa è una proprietà intrinseca di ogni
corpo, che ha ovunque lo stesso valore. Il peso, invece, varia da un luogo
all’altro a seconda dell’accelerazione di gravità.
La massa campione di 1 kg, che a Sèvres, dov’è conservata, pesa 9,81 N,
sulla Luna avrebbe il peso:
P
=
m g
L
=
(1 kg) (1,67 m/s
2
)
=
(1 kg) (1,67 N/kg)
=
1,67 N
In un luogo dell’universo dove l’effetto gravitazionale fosse nullo, il suo
peso sarebbe addirittura uguale a zero. Se lì si appendesse la massa cam-
pione a una molla, la molla resterebbe indeformata. Tuttavia occorrerebbe
sempre una forza di 1 N per mettere in movimento la massa con un’acce-
lerazione di 1 m/s
2
.
Il peso e le altre forze
Sapendo che, in un dato luogo, la forza gravitazionale mette in movimento
con la stessa accelerazione corpi di qualunque massa (è questa una delle leggi
sperimentali di Galileo), abbiamo potuto dedurre, dal secondo principio
della dinamica, che tale forza è direttamente proporzionale alla massa.
La forza gravitazionale è l’unica ad avere questa proprietà. Tutti gli altri
tipi di forze sono indipendenti dalla massa del corpo cui sono applicate, e
l’accelerazione che producono cambia da un corpo all’altro in proporzione
inversa alla massa.
In molti casi, il moto di un corpo è determinato dall’azione simultanea del
peso e di altre forze, come spinte, trazioni, forze vincolari, attriti. Ciò che
determina l’accelerazione del corpo è sempre la forza risultante.
sviluppa il tuo intuito
Forse in futuro la Luna potrà diventare meta di tu-
rismo spaziale. Qualcuno potrebbe anche avere il
desiderio di andarci a praticare degli sport. Ma il para-
cadutismo non sarà fra questi.
Qual è la funzione del paracadute sulla Terra?
Ogni corpo che cade in un fluido si trova soggetto
a una forza di attrito che si oppone al moto. Questa
forza dipende dalla forma del corpo e dalla viscosità
del fluido: è maggiore per un corpo ampio rispetto a
un corpo compatto, ed è maggiore nel miele che
nell’acqua. Inoltre, l’intensità dell’attrito di un
fluido non è costante: se la velocità del corpo
in movimento non è troppo alta, è direttamente
proporzionale alla velocità.
Anche l’aria, benché sia un fluido poco viscoso,
sviluppa attrito. Perciò, quando un corpo cade
nell’aria, all’aumentare della sua velocità aumenta
proporzionalmente la forza frenante che agisce su
di esso. E in un certo istante quest’ultima giun-
ge a uguagliare in intensità il peso del corpo. Da
quell’istante le due forze che agiscono sul corpo si
bilanciano e il moto prosegue con una velocità co-
stante, chiamata “velocità limite”.
Con un paracadute, grazie alla grande estensione della
sua superficie, la velocità limite di una massa di 100 kg si
Si potrà mai fare paracadutismo sulla Luna?
aggira intorno ai 5 m/s, un valore sufficientemente basso
da permettere un atterraggio senza danni.
Sulla Luna il paracadute non servirebbe, semplicemen-
te perché il nostro satellite è privo di atmosfera!
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