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Primo principio della dinamica secondo principio della dinamica principio di azione e reazione terzo principio della dinamica principio d’inerzia detto.

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Presentazione sul tema: "Primo principio della dinamica secondo principio della dinamica principio di azione e reazione terzo principio della dinamica principio d’inerzia detto."— Transcript della presentazione:

1 primo principio della dinamica secondo principio della dinamica principio di azione e reazione terzo principio della dinamica principio d’inerzia detto anche sistemi inerziali valido nei definizione dinamica della forza massa inerziale addittività indipendenza stato aggregazione è la permette la misura criterio coincidenza criterio della somma criterio precedenza unità di misura propagazione istantanea dei segnali richiede la L a parte mascherata sarà esaminata nel prossimo anno scolastico

2 Un corpo può essere libero di muoversi o vincolato Un corpo si dice vincolato quando è impedito il suo libero movimento nello spazio da altri corpi, detti vincoli. Ad esempio: - un pavimento è un vincolo per il movimento delle persone; - una parete è un vincolo; - il chiodo che sostiene un quadro è un vincolo per il quadro; - un piano inclinato è un vincolo per gli oggetti che vi sono su di esso. La molla appesa sul supporto, nell’esperimento fatto in laboratorio, è un corpo vincolato. Abbiamo appeso delle masse alla molla vincolata e abbiamo visto che essa si allungava, si deformava. La deformazione poteva essere ottenuta tirando a mano la molla invece che appendendovi dei pesi. Abbiamo quindi deformato un corpo vincolato esercitando su di esso una FORZA Una FORZA è quindi un qualcosa di fisico (grandezza fisica perché impareremo a misurarla) che ha la capacità di deformare un corpo vincolato

3 Tutti i corpi vincolati si deformano sottoposti ad una forza La molla si deforma in modo evidente, un tavolo sul quale è appoggiato un libro si deforma in modo impercettibile, così come il libro (entrambi i corpi si deformano, non potrebbe non essere così) Una forza che agisce su un corpo non vincolato, che cosa provoca? Ricordate tutto quello che avete visto al LIS a Pordenone e quello che avete visto nel laboratorio di fisica della scuola, in particolare gli esperimenti con la rotaia a cuscino d’aria: un moto con velocità variabile, detto moto accelerato Quando un oggetto viene fatto strisciare su un tavolo a velocità costante è necessaria una spinta continua per mantenerlo in movimento, sembrerebbe allora che la precedente affermazione sia sbagliata, ma così non è, non si tiene infatti in considerazione un’altra forza, non esercitata da noi, l’attrito.

4 L’attrito esercita una forza uguale e contraria alla nostra sul corpo, così la somma (vettoriale) delle due forze è zero. Si dice che un insieme di forze che agiscono sullo stesso corpo è equilibrato (o che le forze si fanno equilibrio) quando la loro somma è zero. Principio di inerzia (Galileo Galilei, 1632) o primo principio della dinamica (Isaac Newton, 1686) "Lex I: corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare" Prima legge di Newton: ogni corpo mantiene il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme se non è costretto a cambiare tale stato per effetto di forze esterne applicate al corpo stesso. Le forze esterne di cui si parla devono essere forze che rompono l’equilibrio delle eventuali forze già agenti. L’esperimento con la rotaia a cuscino d’aria mostra che il carrello, su cui agiscono solo due forze che si fanno equilibrio (quali?), si muove di moto rettilineo uniforme (rispetto a quale sistema di riferimento ? Sarà un punto fondamentale da discutere più avanti nel corso di fisica)

5 Le prossime quattro diapositive riassumono i concetti fondamentali

6 Causa del cambiamento della velocità Causa della deformazione dei corpi estesi Causa della velocità Forza Teoria Aristotelica La teoria aristotelica è sopravvissuta sostanzialmente fino al 1600

7 Causa della velocità Forza Teoria Aristotelica La teoria aristotelica è sopravvissuta sostanzialmente fino al 1600 Causa della deformazione dei corpi estesi Causa del cambiamento della velocità

8 Causa della deformazione dei corpi estesi Causa della velocità Forza Teoria Aristotelica La teoria aristotelica è sopravvissuta sostanzialmente fino al 1600 Causa del cambiamento della velocità ? Non sembra, pensiamo alla esperienza di tutti i giorni

9 Causa della deformazione dei corpi estesi Forza Causa del cambiamento della velocità ? Non sembra, pensiamo alla esperienza di tutti i giorni Galileo Galilei: PRINCIPIO D'INERZIA

10 Ora vogliamo arrivare alla misura delle forze, studiando l’oggetto che si deforma nel modo più semplice sotto l’azione di una forza: una molla. Ricordando quanto fatto in laboratorio nell’esperimento dell’allungamento di una molla, parleremo solo dei principi della dinamica che sono necessari per interpretare correttamente l’esperimento: Il primo principio: ci dice perché la molla smette di allungarsi; infatti accompagnando il peso con la mano ad un certo punto la forza elastica esercitata dalla molla diviene uguale e contraria al peso e quindi, poiché il corpo è fermo (la nostra mano lo ha accompagnato piano piano), per il primo principio - c’è l’equilibrio delle forze - rimane fermo, in quiete. Il terzo principio o principio di azione e reazione: ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria, azione e reazione sono applicate a corpi diversi. Questo principio ci dice che le forze in natura esistono sempre a coppie, non esiste una forza cui non corrisponda una controparte. Ad esempio: - se ci appoggiamo ad un muro noi spingiamo sul muro, ma a sua volta il muro spinge con una forza uguale e contraria, su di noi. - La Terra attrae i corpi con la forza di gravitazione, che chiamiamo peso, ma anche i corpi attraggono con una forza uguale e contraria la Terra; la attrazione della Terra è una forza applicata al baricentro dei corpi, l’attrazione dei corpi è applicata al baricentro della Terra, che è a tutti gli effetti coincidente il centro della Terra.

11 Dove entra il terzo principio nell’esperimento dell’allungamento della molla? Quando affermiamo che il peso del corpo è equilibrato dalla forza della molla: la forza che noi esercitiamo sulla molla, il peso, è seguita dalla reazione della molla che allungandosi esercita una forza, detta forza elastica, verso l’alto: il peso tira la molla, la molla tira il peso. Il peso è in equilibrio perché la forza con cui lo attrae la Terra è equilibrata dalla forza con cui lo solleva la molla La prossima diapositiva è lo schema concettuale relativo a quanto detto

12 misura statica intensità della forza Deformazione proporzionale alla forza applicata DINAMOMETRO primo principio della dinamica terzo principio della dinamica mediante criterio coincidenza criterio della somma criterio precedenza unità di misura che soddisfa Esperimento dello allungamento della molla

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