Grandezze fisiche

Quindi lo spazio percorso va con il tempo al quadrato data l’accelerazione -> esso è il

classico moto della cduta del grave in assenza di attrito, in cui interessa l’accelerazione di

gravità (si può considerare costante ed ha valore di 9,8 m/s2): il corpo cade accelerando

(accelerazione costante e vale g), la velocità aumenta proporzionalmente al tempo e

quando corpo cade si calcola lo spazio (s-s0 = spazio finale - iniziale)

N.B.= ciò che interessa della formula è s-s0 quindi si può ridefinire il sistema di riferimento

-> s-s0 = h (vale 1/2 g x t2)

Se si fa cadere un foglio di carta o una pietra c’è differenza -> queste leggi valgono solo in

assenza di attrito (conferito dall’aria).

(Video in cui si dimostra che in assenza di attrito, tutti i corpi cadono allo stesso tempo e

alla stessa velocità: https://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs)

- circolare uniforme -> il vettore velocità ha lo stesso modulo ma il

vettore, che è tangente alla traiettoria, cambia direzione quindi c’è

una variazione del vettore velocità perciò ci deve essere

un’accelerazione

Con questo moto Si compiono angoli uguali in tempi uguali: se sto

ferma e giro su me stessa compio un moto circolare uniforme ma

non mi sono spostata quindi c’è differenza tra:

velocità angolare (che è costante, si misura in radianti al secondo ->

360 gradi sono 2 radianti)

velocità lineare (come faccio a valutare la velocità in modulo dove sono? -> dipende a che

raggio sono; si misura in m/s)

Es. se siamo a catena, quello in fondo alla catena corre quindi giriamo tutti insieme ma

egli correrà molto di più rispetto a coloro che si trovano all’inizio della catena perchè la

velocità lineare di chi corre dipende dalla distanza dal centro di riferimento (inizio della

catena) -> quindi il modulo è omega (facciamo tutti lo stesso angolo nello stesso tempo)

r (perchè dipende dalla distanza -> se sono più lontano dal centro correrò di più)

Frequenza (Quanti giri si fanno in un certo tempo) -> misurata in hertz (secondi alla -1)

(es: 5 hertz sono 5 giri in 1 secondo)-> essendo il moto circolare si tornerà allo stesso

punto dopo un certo tempo

Periodo (inverso della frequenza) -> tempo che ci metto per fare una circonferenza

completa (es: se faccio 10 giri in un secondo, per fare un giro ci metto 1/10 di secondo)

N.B.= se ci fosse un moto circolare uniformemente accelerato ci sarebbe componente di

accelerazione tangenziale che farebbe cambiare il modulo del vettore velocità (omega)

il vettore velocità ha stesso modulo (uniforme) però c’è una variazione di esso quindi se

varia vettore c’è un’accelerazione -> non tangenziale perchè il modulo non cambia ma

centripeta perchè se non c’è qualcosa che ci tiene al centro della circonferenza non si

ha un moto circolare Forza

Com’è possibile che un corpo cambia la sua velocità? C’è una grandezza fisica che

descrive questo fenomeno -> forza

Es: Se si applica una forza sulla pallina essa viene verso di me, se tiro con l’altra mano essa

andrà verso la risultante delle forze -> questo ci fa capire che le forse sono grandezze

vettoriali in quanto possiedono una direzione e un verso (essendo dei vettori si possono

sommare con la regola del parallelogramma: si otterrà una diagonale, ovvero la

risultante delle forze)

La forza è ciò che applicato ad un corpo causa la variazione del suo stato

È una grandezza importante -> le leggi dell’universo sono governate da 4 forze

fondamentali: gravitazionale, elettromagnetica (forza elettrica e magnetismo), forza

nucleare forte (tiene insieme i nucleoni nel nucleo) e forza nucleare debole (cambia

costituenti della nostra materia, può modificare un protone in un neutrone)

Una forza ha a che fare sempre con due corpi (es. pallina e io che tiro, essa non si muove

da sola) -> altrimenti non esiste la forza

Principi della dinamica

1. principio di inerzia (o di Galileo) -> un corpo non soggetto a forze o permane nel suo

stato o di quiete o di moto rettilineo uniforme

2. Forza di newton -> non c’è forza senza accelerazione quindi Se un corpo è soggetto a

forza ci deve essere un’accelerazione -> le forze agiscono sui corpi in relazione alla loro

massa determinando un’accelerazione dei corpi (una forza è direttamente Proporzionale

all’accelerazione e il fattore di proporzionalità è la massa)

3. Principio di azione e reazione: ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e

contraria -> una forza è una relazione tra 2 oggetti, un corpo applica forza su un altro

corpo e questa relazione è una relazione d forze uguali e contrarie -> sono applicate a

due corpi diversi che interagiscono tra di loro, altrimenti sommandosi ad un solo corpo

farebbero 0 e non permetterebbero il movimento

es: quando mi spingo in piscina, io spingo la parete e la parete spinge me, ma perchè la

parete non si muove? La forza è la stessa ma la mia massa è inferiore a quella della parete

quindi non posso farla muovere -> inoltre massa ed accelerazione sono inversamente

proporzionali: più la massa è grande (parete), minore è l’accelerazione; più la massa è

piccola (io), maggiore è l’accelerazione. Perciò io mi riesco a spingere in piscina

Forze fondamentali:

- forza peso -> Peso = massa x accelerazione di gravità

Non siamo propiamente attirati dalla terra perchè io sono attirata dalla terra ma la

terra è attirata da me. Questa relazione deriva dalla forza gravitazionale: quando ci sono

due masse esse si attirano tra di loro -> sono forze di tipo attrattivo

Come si attirano due masse nello spazio vuoto? Con due forze uguali e contrarie (m1

attira m2, m2 attira m1)

Io attiro la terra ma essa non si muove verso di me perchè la sua massa è superiore alla

mia quindi l’accelerazione della terra è minore rispetto alla mia accelerazione verso la

terra (più grande perchè massa inferiore)

N.B= la g è determinata dalla posizione della terra in cui ci troviamo (raggio della terra

non è uguale dappertutto -> a poli è più piccolo, all’equatore è più grande), in generale si

usa 9,8 m/s quadrato.

- forza centripeta -> per girare intorno ad una circonferenza è necessario avere qualcosa

(forza centripeta) che ci fa mantenere il centro della circonferenza

- forza di Reazione vincolare -> fa si che la somma delle forze sia 0 (essa è come se

costituisse un vincolo). Infatti se ho un piano dritto ho una forza peso e una forza di

reazione vincolare -> entrambe le forze sono applicate allo stesso corpo (somma=0 quindi

corpo sta fermo) e in particolare una delle due costituisce un vincolo

Se abbiamo un piano inclinato, la forza peso va verso il basso dritta mentre la forza di

reazione vincolare impedisce solo che il corpo entri all’interno del vincolo quindi non tiene

fermo il corpo

- forza d’attrito -> (meccanico), quando si sposta un oggetto si vince la forza d’attrito

che si oppone al moto -> quindi le forze sommate non danno 0 ma si ottiene una

risultante che è quella che determina il moto

Essa dipende dal vincolo e dall’interazione dei due corpi -> quindi dalla reazione vincolare

N.B= in questa forza è presente un coefficiente di attrito che è misurabile solo

sperimentalmente

se il piano è inclinato, il peso è verticale ma viene scomposto in due parti, una che

vorrebbe entrare nel vincolo (componente ortogonale al piano bilanciata dalla reazione

vincolare) e una lungo il piano (peso parallelo al piano) -> se non c’è attrito essa fa

andare giu, se c’è attrito, essa deve vincere la forza d’attrito che dipende dalla reazione

vincolare

- forze elastiche -> la loro forma generale è

sono forze di richiamo, esse non hanno un’accelerazione costante perchè essa dipende

da x (spostamento rispetto alla posizione di equilibrio). Es: se tiro un elastico, più lo

allungo (aumento distanza da posizione di equilibrio) più all’interno dell’elastico c’è una

forza che lo vuole riportare indietro -> quando lo lascio esso torna indietro

Esse danno origine ai moti armonici (es: pendolo di Foucault)

Caso di elasticità delle ossa (trazione e compressione): Legge di hooke -> se io applico

una forza ad una sezione (es: di una barra) e provoco un allungamento, la forza sulla

sezione del corpo (sforzo) è direttamente proporzionale all’allungamento relativo (più il

corpo è elastico, più l’angolo è basso; più il corpo è rigido, più l’angolo è alto)

N.B.= ciò avviene finché il corpo è elastico, dopo di ciò si avrà la rottura del corpo

Es: se si solleva un peso, esso viene trasferito a tutto il corpo, in particolare alle gambe

e ricavando tutti i dati posso calcolare quanto il femore si accorcia (compressione)

Energia

Una della più importante grandezza in fisica è l’energia. Per introdurre questo

concetto si passa per il lavoro di una forza -> grandezza fisica che spiega cosa fa una

forza: la forza (massa x accelerazione) applicata ad un corpo lo sposta (sono presi in

considerazione due corpi) -> se il corpo era in movimento, esso cambia la sua velocità.

In ogni caso si ottiene uno spostamento -> ciò è codificato dal prodotto della forza

per lo spostamento.

Il lavoro è una grandezza scalare ottenuta dal prodotto scalare di due quantità che

sono vettori (forza e spostamento). Il lavoro, infatti, è una quantità che non Dipende da

direzione e verso.

Inoltre in generale il prodotto scalare seleziona la parte del vettore lungo la parte

dell’altro vettore (in questo caso il vettore spostamento); in questo caso la

componente verticale non viene presa in considerazione perchè è assorbita dal fatto

che l’oggetto si trova su un piano -> interessa in che direzione si sposta il corpo e ciò

viene detto dalla componente del vettore parallela al piano su cui è appoggiato il corpo.

Questo ci da F x coseno dell’angolo Il concetto di lavoro è molto meccanico e introduce

all’energia -> la definizione di energia non è semplice, ma

in generale è la capacità di un corpo di fare un lavoro (+

N.B.= non considerare la lavoro faccio, + energia spendo)

componente verticale ha anche

una componente fisica in quanto la Essa è importante perchè i fisici hann