Meccanica

9. I principi della dinamica

9.1 la dinamica

E’ fondata su tre principi (Newton, XVII sec.):1. il primo, o principio di inerzia2. il secondo, o legge fondamentale della dinamica3. il terzo, o principio di azione e reazione

La dinamica è la parte della fisica che studia come si muovono i corpi, per effetto delle forze che agiscono su di essi.

Consentono di prevedere il moto dei corpi e di progettare dispositivi tecnologici.Non applicabili a corpi microscopici (particelle, fisica quantistica) o che si muovono a velocità molto alte (teoria della relatività)

9.2 Il primo principio della dinamica

Principio di inerzia (Galileo, XVII sec.):se la forza totale applicata a un punto materiale è uguale a zero, allora esso si muove a velocità costante; se un punto materiale si muove a velocità costante, allora la forza totale che subisce è uguale a zero

Se un corpo si muove, c’è sempre una forza che lo sta spingendo? NoTutti i corpi, per inerzia, tendono a muoversi a velocità costante.Le forze modificano solamente questo movimento (es., forze di attrito)

9.3 I sistemi di riferimento inerziali

Sistema di riferimento inerziale:Sistema di riferimento in cui vale il primo principio della dinamica

Esempio: sistema delle stelle fisse e tutti i sistemi che si muovono rispetto ad esso con velocità costante (la Terra)

Il principio di inerzia non vale nei sistemi accelerati.Esempio. Autobus che frena, sistemi che ruotano.Forze apparenti dovute alla scelta del sistema di riferimento (es., forza centrifuga).Importanza delle cinture di sicurezza

9.5 L’effetto delle forze

In un sistema inerziale una forza provoca una variazione di velocità e, quindi, un’accelerazione

Effetto di una forza costanteun corpo su cui agisce una forza costante si muove con accelerazione costante

Effetto di una forza doppial’accelerazione di un corpo è direttamente proporzionale alla forza che agisce su di esso

9.6 Il secondo principio della dinamicaL’accelerazione ha sempre stessa direzione e verso della forza e modulo proporzionale a quello della forza ed inversamente proporzionale alla massa

Unità di misura della forza:Vale solo nei sistemi di riferimento inerziali

Materassi e air-bag:arrestano il corpo in un tempo più lungo,quindi con una decelerazione minore(crash test)

Legge fondamentale della dinamicala forza (totale) è uguale alla massa per l’accelerazione

2111s

mkgN

amF

9.7 Che cos’è la massa

A parità di forza, quanto più è grande la massa, tanto più è piccola l’accelerazione

La massa di un oggetto misura la resistenza che esso oppone al tentativo di accelerarla (massa inerziale)

9.8 Il terzo principio della dinamica

NB: azione e reazione non si annullanoperché applicate su oggetti diversi

Esempi.Attrazione tra oggetti,sistemi di locomozione,aerei a reazione

Principio di azione e reazioneQuando un oggetto A esercita una forza su un oggetto B, anche B esercita una forza su A; le due forze hanno la stessa direzione e lo stesso modulo, ma versi opposti

BAAB FF