Dinamica e Newton

Dinamica di Fisica 1: Leggi di Newton, forze e metodo di

risoluzione

Questo capitolo è una trattazione organica (stile manuale) della dinamica newtoniana. Non è un

elenco di formule: costruisce i concetti in modo progressivo, chiarisce i fraintendimenti più

comuni e mostra come impostare correttamente i problemi tramite diagrammi delle forze ed

equazioni del moto.

1. Dal “descrivere” al “spiegare”: perché serve la dinamica

La cinematica risponde alla domanda “come si muove un corpo?”, perché descrive posizione,

velocità e accelerazione in funzione del tempo. La dinamica aggiunge il tassello mancante:

collega le variazioni del moto alle interazioni fisiche. In altre parole, spiega perché un corpo

accelera, perché cambia direzione, o perché resta fermo anche quando “sembra” che dovrebbe

muoversi. Questo passaggio concettuale è fondamentale: la dinamica non è un capitolo

separato, ma la prosecuzione logica della cinematica, perché l’accelerazione (cinematica)

diventa l’effetto di una causa (forza).

L’esperienza quotidiana inganna: quasi ogni moto reale avviene con attrito, resistenza dell’aria,

contatti e vincoli. Per questo siamo portati a credere che per mantenere un corpo in moto serva

una “spinta” continua. In realtà, ciò che richiede una causa non è la velocità, ma la sua

variazione. Il moto rettilineo uniforme è compatibile con assenza di forze: se non c’è attrito, un

corpo continua a muoversi senza bisogno di “alimentare” il moto. Capire questo punto è la

chiave per interpretare correttamente la prima legge di Newton.

2. Sistemi di riferimento e inerzialità

Ogni descrizione del moto dipende dal sistema di riferimento. In cinematica, cambiare

riferimento modifica le coordinate, ma le leggi restano “di forma simile”. In dinamica, invece, la

scelta del riferimento diventa cruciale: le leggi di Newton valgono in sistemi di riferimento

particolari, detti inerziali.

Un sistema di riferimento è inerziale se un corpo isolato (cioè con risultante delle forze esterne

nulla) mantiene la propria velocità costante (quiete o moto rettilineo uniforme). Questa non è una

definizione “matematica” astratta: è un criterio fisico. In pratica, un laboratorio sulla Terra è

approssimativamente inerziale per molti problemi se gli effetti della rotazione terrestre sono

trascurabili; quando non lo sono (moti atmosferici, grandi distanze, lunghi tempi), si introducono

forze apparenti (come Coriolis) oppure si usa un riferimento più vicino a inerziale.

Idea chiave: le leggi di Newton non “falliscono” in un riferimento non inerziale; semplicemente

bisogna aggiungere termini che rappresentano l’inerzia del riferimento (forze fittizie). Per Fisica

1, l’impostazione standard è lavorare in riferimenti inerziali (o approssimati tali) e usare le tre

leggi nella loro forma più semplice.

3. Prima legge di Newton: principio di inerzia

La prima legge (principio di inerzia) stabilisce che se la risultante delle forze su un corpo è nulla,

il corpo mantiene lo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme. È un principio strutturale: non

serve tanto a “calcolare”, quanto a chiarire che il moto uniforme non necessita di una causa.

ΣF ■ ■

= 0 a = 0 v = costante

3.1. Cosa significa davvero (e cosa NON significa)

Non significa che “se un corpo si muove allora c’è forza”: un c