I principio (P. di Inerzia o di Galileo): “Un corpo ... · LA QUANTITÀ DI MOTO DI UN CORPO La...

I principio (P. di Inerzia o di Galileo): “Un corpo preserva il suo stato di quiete o di moto rettilineo

uniforme finchè una forza esterna non interviene a modificarlo”.

II principio (Legge di Newton): esprime la proporzionalità fra le forze che agiscono su di un

corpo e l’accelerazione che gli viene impressa, tramite l’equazione F=ma.

III principio (P. di azione-reazione): “ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria”.

STATICA vs DINAMICA La STATICA studia tutte le configurazioni di

equilibrio meccanico ovvero le condizioni necessarie affinché un corpo, inizialmente in quiete, resti in equilibrio anche dopo l’intervento di azioni esterne. La DINAMICA è il ramo della meccanica che si

occupa dello studio del moto dei corpi e delle sue cause

o, in termini più concreti, delle circostanze che lo

determinano e lo modificano.

STATICA I principio (P. di Inerzia)

Un punto materiale persevera nel suo stato di quiete o

di moto rettilineo uniforme se la risultante

delle forze su di lui applicate è un vettore nullo

(cioè se le forze si oppongono annullandosi)

Bisogna tenere presente che per l'equilibrio di un corpo

rigido non basta che il risultante delle forze sia nullo ma

che anche il risultante dei momenti delle forze applicate

sia nullo. In effetti due forze uguali ed opposte ma

applicate in due punti del corpo non assiali creano un

momento non nullo.

STATICA I principio (P. di Inerzia)

Dunque accanto alla formula sopra scritta va aggiunta:

Il momento delle forze • Un corpo rigido, a differenza del punto

materiale, può ruotare oltre che muoversi.

• Braccio di una forza rispetto ad un punto O: distanza di O dalla retta di .

F

F

Def del momento di una forza

Il momento di una forza rispetto ad un punto

O è un vettore che ha modulo:

ha direzione perpendicolare al piano

contenente F e O;

ha verso dato dalla regola

della mano destra.

Il momento di una forza e il prodotto vettoriale

Il momento di una forza e il prodotto vettoriale

FIl momento di una forza definisce l'effetto

di rotazione della forza.

= 90°: l'effetto di rotazione è massimo

= 0°: l'effetto è nullo.

Se sono presenti più forze,

11. Il momento di una coppia di forze

• Una coppia di forze è l'insieme di due forze uguali e opposte applicate in due punti di un corpo rigido.

• L'effetto di rotazione è descritto dal momento della coppia e non dipende dal punto O scelto.

esprime la proporzionalità fra le forze che agiscono su di un corpo e l’accelerazione che gli viene impressa, tramite l’equazione

DINAMICA II Principio (L. di Newton)

Esprime il legame tra la FORZA (Causa) e l’accelerazione che si manifesta sul corpo (Effetto).

Quando si verifica che il moto di un corpo è accelerato, dobbiamo sempre considerare la presenza di una forza (non equilibrata da altre) che agisce sul corpo.

Viceversa, ad una forza non equilibrata fa sempre riscontro un’accelerazione.

FORZA, MASSA,

ACCELERAZIONE FORZA: si definisce forza tutto ciò che è in grado di alterare lo stato di quiete o di moto di un corpo, oppure di produrre un deformazione in un corpo vincolato. La forza si misura in Newton [N]

MASSA: E’ una grandezza scalare che misura la quantità di materia di un corpo. Si misura in [Kg] e tale valore è costante ed intrinsecamente legato al corpo. Il peso è un tipo di forza, dovuta all’effetto del campo gravitazionale terrestre, quindi varia con l’altitudine, la latitudine, ecc... Mentre la massa è sempre costante. La forza peso si misura spesso in [Kgp], ma sarebbe più corretta la misura in [N]. La relazione fra le unità di misura è data dal II principio della dinamica:

FPESO = m * g 1Kgp = 1 Kg * 9,81 m/s2 = 9,81N

ACCELERAZIONE: E’ definita come una variazione di velocità che avviene in un determinato intervallo di tempo (acc. Media):

a = (VFIN – VINI)/t si misura in [m/s2]

MOTO DI UN CORPO

Le modalità con cui un oggetto si

muove in uno spazio.

Rettilineo Curvilineo

LINEARE

(traslazione)

ANGOLARE

(rotazione)

Tipi di MOTO

RETTILINEA • Quando la direzione

del moto è rettilineo

• Example. 100 m piani

.

TRASLAZIONE

CURVILINEA

• Il movimento segue una curva

TRASLAZIONE

• Rotazione articolare ma anche

ROTAZIONE

• TRASLAZIONE: testa, tronco braccia

• ROTAZIONE: movimento dei segmenti corporei per la pedalata intorno alle rispettive articolazioni

TRASLAZIONE &

ROTAZIONE

• RETTILINEA a livello anca

• CURVILINEA tronco

TRASLAZIONE

LINEARE & CURVILINEA

LA QUANTITÀ DI MOTO

DI UN CORPO La Quantità di moto P di un corpo è una grandezza fisica vettoriale, che ha direzione e verso della velocità e modulo dato dalla:

P = m * V

Cioè il modulo è direttamente proporzionale sia alla massa del corpo che alla sua velocità. L’unità di misura è il Kg*m/s (chilogrammetro al secondo).

LA QUANTITÀ DI MOTO Perchè una palla da tennis scagliata a 100 Km/h contro un muro non causa danni evidenti, mentre un auto che colpisce il medesimo muro a 10 Km/h potrebbe anche sfondarlo?

Caso 1: P1=50g * 100 / 3,6 = 1,39 Kg*m/s

Caso 2: P2=1000Kg * 10 /3,6 = 2777,78 Kg*m/s

Prodotto della forza applicata su un oggetto ed

il tempo di applicazione della forza

Impulso = F x t

IMPULSO DI UNA FORZA

La quantità di forza applicabile dall’atleta dipende

dalla forza massimale

Il tempo di applicazione della forza dipende

dalla tecnica del gesto

IMPULSO DI UNA FORZA

La quantità di forza applicabile dall’atleta dipende

dalla forza massimale

Il tempo di applicazione della forza dipende

dalla tecnica del gesto

F = ma F× t = ma× t

ma a× t = è la variazione di velocità impressa alla

massa m e quindi

F× t=m× v= P è uguale alla quantità di moto che è capace di trasmettere alla massa m

“ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria”.

AZIONE-REAZIONE

III Legge

Le due forze sono uguali in ampiezza

e direzione ma opposte in verso

• C’è un periodo di tempo, diverso da zero, in cui il piede e

la palla sono in contatto

• In questo periodo il calciatore applica una forza così da

creare il movimento della palla AZIONE

• Allo stesso tempo la palla “reagisce” fornendo una forza

al piede REAZIONE

Maggiore è la forza applicata per il lancio e maggiore sarà

la forza di reazione contro il sistema biologico coinvolto

nel gesto tecnico. Per questo l’atleta deve essere

“dimensionato” per sopportare stress articolari.

F = m(v - u)

_____________________________________

t =

0.4(15 - 20)

_______________________________________________

0.05 = 280 N

u = 20 m/s = velocità di arrivo della palla

v = 15 m/s = velocità in uscita della palla

(u e v hanno

verso opposto) m = 0.4 kg = massa della palla

t = 0.05 s = tempo di contatto