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L’equazione (5) costituisce una definizione della massa
m
, che dagli espe-
rimenti si rivela una costante caratteristica di ogni corpo, almeno per
velocità con cui abbiamo comunemente a che fare, cioè per velocità piccole
rispetto alla velocità
c
della luce nel vuoto (
c
=
300 000 km/s). Pertanto
m
rappresenta il coefficiente di proporzionalità fra la forza agente su un
corpo e l’accelerazione prodotta.
La massa così definita prende il nome di
massa inerziale
del corpo. Invece
la massa che si misura con una bilancia a bracci uguali, assunta come gran-
dezza fondamentale nel SI, rappresenta la
massa gravitazionale
, il cui
campione unitario, il kilogrammo, è il cilindro di platino-iridio conservato
a Sèvres.
Si trova sperimentalmente che le due masse considerate, pur essendo due
grandezze definite in modo diverso, sono direttamente proporzionali fra
loro, cioè se raddoppia l’una raddoppia anche l’altra. In virtù di questa
proporzionalità, Albert Einstein (1879-1955) ne postulò l’equivalenza.
Perciò in seguito parleremo semplicemente di “massa”, senza alcuna diffe-
renza fra i due tipi .
Dalla (5) segue che nel SI l’equazione dimensionale della forza, grandezza
derivata, è
[
F
]
=
[
m
] [
a
]
=
[
m
] [
l
] [
t
−
2
]
e che la sua unità di misura, chiamata
newton
(simbolo
N
), è legata alle
unità fondamentali dalla seguente relazione:
1 N
=
1 kg · m/s
2
Pertanto la forza di 1 N è quella forza costante che, applicata a un corpo
avente la massa di 1 kg, imprime a esso l’accelerazione di 1 m/s
2
.
terzo principio dellA dinAmicA
A ogni azione corrisponde sempre una reazione contraria di uguale
intensità.
Azione e reazione sono due forze ugualmente
intense e agenti in versi opposti nella stessa dire-
zione. Tuttavia non si bilanciano reciprocamen-
te perché sono applicate a corpi diversi
[
fig. 9
]
.
I tre principi sono validi se le forze e le grandez-
ze cinematiche del moto sono misurate rispetto
a un sistema di riferimento inerziale, cioè un
sistema di riferimento collegato con le stelle. è
comunque inerziale, anche se approssimativa-
mente, un sistema di riferimento collegato con
la Terra.
Il moto rettilineo uniforme è l’unico moto con
accelerazione nulla, in quanto in esso la veloci-
tà vettoriale è costante in modulo, direzione e
verso. Per il secondo principio, in tale moto è
nulla anche la risultante delle forze agenti.
Come vedremo più avanti, un moto su traiet-
toria curvilinea, anche se uniforme, ha sempre
un’accelerazione diversa da zero e quindi, perché
possa realizzarsi, è necessario per il secondo
principio che agisca una forza (o più forze a risultante non nulla) avente la
stessa direzione e lo stesso verso dell’accelerazione.
Se la risultante delle forze agenti è costante ed è diretta nella stessa dire-
zione della velocità iniziale, il moto è rettilineo uniformemente accelerato.
fig. 9
–
Il cane che tira esercita
la sua forza sulla fune, la fune
risponde con una forza opposta
agente sul cane.
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La prima e la terza
legge di Newton
The first and the
third Law of motion
VIDEOLABORATORIO
Il principio di azione
e reazione
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