Fisica
La Dinamica Newtoniana
- Le leggi
- La Forza di attrito
- I sistemi inerziali
Fisica
La Dinamica Newtoniana
- Le leggi
- La Forza di attrito
- I sistemi inerziali
Le leggi della dinamica
Meccanica (descrive il movimento dei corpi)
Dinamica (studio delle cause che determinano la relazione tra le forze e il moto)
Si basa su 3 leggi fisiche. (1687 Isaac Newton nel suo trattato Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.)
Coinvolgono 3 grandezze:
- Forza (interazioni di un corpo con un altro corpo o con il resto dell'universo)
- Accelerazione (caratterizza il moto)
- Massa (proprietà intrinseca del corpo, tasto particolare)
La prima legge della dinamica (o Newton)
Se la forza risultante che agisce su un oggetto è nulla, la velocità dell'oggetto costante
FORZA DI ATTRITO grande fra le valigie e il pavimento
OSS - Un oggetto fermo rimane fermo se nessuna forza agisce su di esso
- Un oggetto in movimento con velocità costante continua a muoversi con la stessa velocità se nessuna forza agisce su di esso
I LEGGE DI NEWTON moto o di Galileo, conosciuta anche come legge di inerzia: se un oggetto è fermo, non inizia a muoversi e se è in movimento con velocità costante, non cambia intensità
SISTEMI DI RIFERIMENTI INERZIALI
SECONDO LA PRIMA LEGGE DI NEWTON, LA QUIETE E IL MOTO UNIFORME SONO SITUAZIONI EQUIVALENTI
Il treno si muove con velocità costante.
Per il ragazzo a terra
...
Il cubetto di ghiaccio si muove con velocità costante.
In generale:
Sistema di riferimento inerziale
Un sistema di riferimento inerziale è un sistema in cui vale la legge di inerzia...
... velocità costante rispetto a quel sistema è un sistema inerziale.
Se il treno frena bruscamente...
L'oggetto subisce una forza...
... si muove con velocità costante.
Ciò costituisce una violazione della prima legge di Newton...
... un sistema non inerziale, perché in esso non vale la legge di inerzia.
Sistema di riferimento non inerziale
Qualsiasi sistema di riferimento che accelera rispetto a un sistema inerziale è un sistema non inerziale.
OSS...
LA TERRA PUÒ ESSERE CONSIDERATA SIS. DI RIF. INERZIALE...
... PERCHÉ L'ACCELERAZIONE MASSIMA DI ROTAZIONE DELLA TERRA È MOLTO PICCOLA
Il principio di relatività di Galileo
Le leggi della dinamica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali
Ovvero
Tutti i sistemi di riferimento inerziali sono equivalenti, non esiste un sistema di riferimento privilegiato
Galileo Ex nave → ferma in moto rett., unif. = Sono sistemi equivalenti stando nelle stive
Einstein (1905) Principio di relatività (Forse valido per tutte le leggi della fisica) → Tutte le leggi sono uguali nei sistemi di riferimento inerziali
LA II LEGGE DELLA DINAMICA
Relazione tra accelerazione, forza, massa
Osserviamo un dinamometro e un carrello di massa m. Se tiriamo, il dinamometro si muove con una forza F1. Osserviamo che il carrello accelera con acc1. Se tiriamo con una forza F2 = 2F1, osserviamo che l'accelerazione è acc2 = 2 acc1
Perciò l'accelerazione è proporzionale alla forza.
Se raddoppia la forza raddoppia anche l'accelerazione.
Se...
Raddoppiamo la massa del carrello collegando due carrelli. In questo caso si tiriamo con una forza F1, osserviamo che i due carrelli acceler. con acc2 = 0.5 acc1, perciò l'accelerazione è inversamente proporzionale alla massa.
Se raddoppia la massa l'accelerazione si dimezza.
Da i due risultati otteniamo che:
a = F/m
Seconda legge della dinamica (o seconda legge di Newton)
Se su un oggetto di massa m agisce una forza risultante Ftot, l'oggetto subisce un'accelerazione a proporzionale alla forza risultante, che ha la stessa direzione e lo stesso verso:
Ftot = ma
La costante di proporzionalità m è la massa dell'oggetto.
Possiamo scrivere tale legge in forma vettoriale e vale indipendentemente per ciascuna componente:
DEFINIZIONE: NEWTON È LA FORZA NECESSARIA PER DARE A UN CORPO DI MASSA 1kg UN'ACCELERAZIONE DI 1m/s2
CASO PARTICOLARE tot = 0
Supponiamo che su un oggetto agisca una FORZA RISULTANTE UGUALE A ZERO.
- Sull'oggetto non agiscono forze
- La somma delle forze è nulla
cioè = tot = 0
La Legge F: ma ma se tot = 0
e = tot/ = 0
Se la risultante delle forze che agiscono su un corpo è zero, il corpo è fermo o si muove con velocità costante
Stiamo nel caso della PRIMA LEGGE DI NEWTON
FORZE APPARENTI
(NON SONO REALI) Appaiono nei sistemi di riferimento non inerziali, in tali sistemi, non vale la I Legge della dinamica.
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