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I principi della dinamica
Unità
7
195
Essendo tesa da entrambe le parti, la corda tira allo stesso tempo il cavallo
verso la pietra e la pietra verso il cavallo.
Ma se le due forze hanno la stessa intensità, come fa il cavallo ad accelerare
in avanti la pietra? Ci riesce perché azione e reazione, pur essendo di ugua-
le intensità e verso opposto, non sono due forze che si bilanciano. Esse
sono infatti applicate a due corpi distinti.
Consideriamo, per semplicità, solo i componenti orizzontali delle forze
esercitate dal
cavallo e
agenti sul
cavallo.
Il cavallo
A
, per muoversi in avanti, deve spingere gli zoccoli contro il
suolo
B
con una forza
F
→
AB
(azione) e il suolo reagisce con la forza di attri-
to statico
F
→
BA
(reazione). Inoltre il cavallo tira la pietra
C
con la forza
F
→
AC
e subisce la reazione
F
→
CA
della pietra.
Le forze che agiscono sul cavallo sono
F
→
BA
, orientata in avanti, e
F
→
CA
, orienta-
ta all’indietro. L’animale accelera in avanti se l’attrito statico
F
→
BA
sviluppato
dal suolo sugli zoccoli è più intenso della forza
F
→
CA
.
Azione e reazione: forze ugualmente intense
con effetti anche molto diversi
Il peso
P
→
di una mela è l’azione esercitata su di essa dalla Terra
[
fig. 11
]
. La
mela a sua volta attrae la Terra con una forza opposta.
A causa dell’enorme differenza di massa, i due corpi rispondono alle due forze
di uguale intensità in modo diverso: mentre la mela acquista l’accelerazione di
gravità
g
→
, la Terra è praticamente insensibile alla forza della mela. Questo acca-
de sempre quando l’inerzia di un corpo è molto più grande di quella dell’altro.
fig. 11
–
Interazione fra la Terra e
una mela.
P
–
P
g
Le risposte DeLLa fisiCa
4
I pinguini non sanno volare e camminano goffamente,
ma si spostano sulle distese di ghiaccio dell’Antartide
slittando sulla pancia e remando con le ali.
Sdraiati sulla pancia, due pinguini si spingono l’un l’altro.
Il pinguino più grosso, che pesa 398 N, esercita su quello
più piccolo, che pesa invece 220 N, una forza orizzontale
di 80,4 N. Supponendo trascurabile l’attrito con il ghiac-
cio, di quanto accelera ciascuno dei due pinguini?
Dati e inCognite
P
1
=
398 n
P
2
=
220 n
F
=
80,4 n
a
1
=
?
a
2
=
?
soLUzione
Se il pinguino più grosso esercita sul più piccolo una for-
za di intensità
F
, quest’ultimo risponde, per il principio di
azione e reazione, esercitando sul primo una forza della
stessa intensità. Poiché gli attriti sono trascurabili, queste
forze sono le uniche parallele al suolo ghiacciato e quin-
di le uniche che fanno accelerare i pinguini.
In accordo con il secondo principio della dinamica, i
Dura la vita in antartide!
due animali hanno accelerazioni inversamente propor-
zionali alle rispettive masse.
Essendo noti i loro pesi
P
1
e
P
2
, le masse si ricavano
dalla (2):
m
P
g
1
1
=
m
P
g
2
2
=
Ricordando che vicino ai poli (siamo in Antartide)
l’accelerazione di gravità
g
vale 9,83 m/s
2
, dalla (1)
troviamo che l’accelerazione del pinguino più pesante
è, in modulo:
a
F
m
g
F
P
1
1
1
9 83
80 4
199
= = =
=
m/s
N
398 N
m/s
2
2
( ,
)
,
,
e quella del pinguino più leggero è:
a
F
m
g
F
P
2
2
2
9 83
80 4
3 59
= = =
=
m/s
N
220 N
m/s
2
2
( ,
)
,
,
Le due accelerazioni sono orientate come le forze: so-
no due vettori che giacciono sulla stessa retta secondo
versi opposti.
spiegaLo tU
9.
Alla luce del terzo principio, che cosa spinge in avanti una persona che
cammina? E che cosa fa spostare una ruota mentre gira sul terreno?
10.
In un collisore, un protone interagisce con un’altra particella. Da che cosa
dipende il rapporto fra i moduli delle accelerazioni delle due particelle, se
tutte le forze eccetto quelle che si sviluppano durante l’interazione sono
trascurabili?
VIDEOLABORATORIO
Il principio di azione
e reazione
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