Basic HTML Version
sezione
C
La fisica del movimento
196
Si chiama
cinematica
la parte della fisica che descri-
ve il movimento indipendentemente dalle cause,
mettendo in relazione fra loro quattro grandezze
fisiche: tempo, spostamento, velocità e accelerazione.
Si chiama
dinamica
la parte della fisica che si occu-
pa delle cause del moto, mettendo in relazione le
forze che agiscono sui corpi con la loro massa e la
loro accelerazione. La statica, in particolare, studia
i casi in ci le forze si bilanciano e i corpi conservano
il loro stato di quiete.
DEFINIZIONI
Il
primo principio della dinamica
afferma che, se
la risultante delle forze agenti su un corpo è nulla,
esso rimane fermo oppure, se in movimento rispet-
to al sistema di riferimento prescelto, continua a
muoversi di moto rettilineo uniforme.
Per il
secondo principio della dinamica
la risul-
tante
F
→
delle forze applicate a un corpo è il prodot-
to fra la massa
m
del corpo e l’accelerazione
a
→
da
esso acquistata
F
→
=
m a
→
.
Il
terzo principio della dinamica
afferma che ogni
volta che un corpo esercita una forza (
azione
) su un
altro corpo, quest’ultimo esercita sul primo una
forza (
reazione
) di uguale intensità, che agisce lungo
la stessa retta ma in verso opposto.
Un sistema di riferimento in cui sia valido il primo
principio della dinamica è chiamato
sistema iner-
ziale
. Sono inerziali tutti i sistemi in moto rettilineo
uniforme rispetto alle stelle. Non lo sono quelli in
moto accelerato. La Terra può essere considerata solo
approssimativamente un sistema inerziale.
Massa e peso sono due grandezze diverse.
•
La
massa
è uno scalare che si misura in kilo-
grammi. Esprime la resistenza di un corpo a essere
accelerato da una forza (inerzia). È una proprietà
intrinseca del corpo e quindi non cambia da un
luogo all’altro.
•
Il
peso
è una grandezza vettoriale misurata in
newton. È la forza, direttamente proporzionale alla
massa e all’accelerazione di gravità, con cui la Terra
attrae un corpo. Poiché l’accelerazione di gravità
varia da un luogo a un altro, anche il peso varia.
CONCETTI, LEGGI E PRINCIPI
Come si applica il secondo
principio se un corpo
è soggetto all’azione
simultanea di più forze?
L’accelerazione
a
→
prodotta da più
forze
F
→
1
,
F
→
2
, … agenti simultanea-
mente sullo stesso corpo di massa
m
è la somma vettoriale delle acce-
lerazioni che le singole forze pro-
durrebbero se agissero da sole:
a a a
F
m
F
m
= + + = + +
1 2
1
2
…
…
Quindi, l’equazione che esprime
il secondo principio vale anche
in presenza di più forze, purché
al primo membro figuri la forza
risultante
F
→
1
+
F
→
2
+
…
=
m a
→
.
Se è
F
→
1
+
F
→
2
+
…
=
0, anche
l’accelerazione è nulla: in accordo
con il primo principio, il corpo
si muove con velocità costante o
è fermo.
Da che cosa è causato il
moto di un corpo che scende
lungo un piano inclinato?
L’accelerazione del corpo è deter-
minata dalla risultante delle forze.
Se l’attrito è trascurabile, le forze
agenti sono il peso
P
→
=
m
g
→
e la rea-
zione normale
N
→
del piano. Poiché
N
→
bilancia
P
→
⊥
, la forza risultante coincide con
P
→
//
.
Qual è l’accelerazione del corpo?
Essendo
P
//
=
m g h
/
l
, il modulo dell’accelerazione è:
a
P
m
g
h
l
g
= = <
//
Come si applicano i principi della dinamica allo studio
dei moti contemporanei di due corpi interagenti?
Si individuano tutte le forze che agiscono su ognuno dei due corpi.
Quindi si applica la legge fondamentale della dinamica a entrambi sepa-
ratamente. Scrivendo l'equazione per il corpo
A
bisogna fare attenzione a
includere
tutte
e
sole
le forze che agiscono su
A
: fra queste c'è l'azione
F
→
BA
di
B
su
A
, ma non la reazione
F
→
AB
di
A
su
B
. Viceversa, nell'equazione per
B
bisogna includere la forza
F
→
AB
ma non
F
→
BA
.
APPLICAZIONI
sommario
l
h
P
N
P
P
//
FLASHCARD
179_204_CaforioUma_U7_V1.indd 196
22/11/11 1