Capitolo I princìpi della dinamica e la relatività galileiana

Il secondo principio della dinamica

Legge fondamentale della dinamica e sistemi inerziali

Con la definizione corretta dell’unità di misura (newton), la costante k scompare dalla legge sperimentale (4) e tutti gli esperimenti fatti e le informazioni raccolte (tenendo anche conto del fatto che i vettori accelerazione e forza sono sempre paralleli) possono essere riassunti dal secondo principio della dinamica, o legge fondamentale della dinamica, secondo cui 

la forza è uguale alla massa per l’accelerazione.

 

 

Qui, il simbolo \( {{\vec{{ F}}}} \) rappresenta la forza totale che agisce sul corpo. \( {{\vec{{ F}}}} \) si ottiene come somma vettoriale delle diverse forze che agiscono contemporaneamente sullo stesso oggetto.

Il simbolo \( {{\vec{{ a}}}} \) rappresenta l’accelerazione comune a tutti i punti del corpo. Se il corpo non ruota, \( {{\vec{{ a}}}} \) è ben definito. Se il corpo ruota, come nel movimento di rotazione di una porta, la situazione è più complicata (figura 10). Il moto rotatorio sarà discusso nel capitolo 5.

Invece, il secondo principio della dinamica vale sempre quando si considera un punto materiale che, per definizione, non può ruotare. 

Questo principio vale solo nei sistemi di riferimento inerziali e contiene come caso particolare il principio di inerzia. Infatti se la forza totale è zero (\({{\vec{{ F}}}}={0} \)), l’accelerazione è zero (\( {{\vec{{ a}}}}={0} \)). Questo significa che in assenza di forze l’oggetto si muove a velocità costante: se è fermo, resta fermo, se si muove, il suo moto è rettilineo uniforme.

 

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Figura 10

Movimento di rotazione di una porta.

esempio

Una pallina di massa \( {{m}} = 0,\! 12 \, {\mathrm{kg}}\) si muove con accelerazione \( {{a}} = 2,\! 5 \, {\mathrm{m/s}}^{2}.\)

Qual è il modulo F della forza totale che agisce su di essa?

Dalla formula (6) otteniamo:

\[ {{F}}={{ma}}={(}0,\! 12\,{\mathrm{kg}}{)}\times{ \mathrm{\left({ 2,\! 5\,{ \frac{\mathrm{m}}{{\mathrm{s}}^{2}}}}\right)}}=0,\! 30\,{\mathrm{kg}}\;{{\cdot}}\frac{\mathrm{m}}{{\mathrm{s}}^{2}}=0,\! 30\,{\mathrm{N}}. \]

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