I PRINCIPI DELLA DINAMICA Anno scolastico 20012/2013 I PRINCIPI DELLA DINAMICA Prof.ssa Veronica Matteo Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

PRIMO INPUT Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

DINAMICA La dinamica studia il moto dei corpi in relazione alle cause che l’hanno prodotto. E’ necessario fare riferimento a due concetti: - la forza che è la causa dei cambiamenti di moto; - la massa intesa come “quantità di materia”. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

LA MASSA La massa rappresenta la “resistenza” o “inerzia” di un corpo a modificare il proprio stato di moto. Viene appunto definita massa inerziale. Nel SI si misura in kg. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

LA FORZA La forza (spinta o trazione) è la causa del cambiamento del moto. E’ una grandezza vettoriale, i suoi effetti dipendono dalla sua intensità, ma anche dalla direzione e dal verso. Nel SI si misura in newton N. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

Il moto: due idee a confronto Aristotele (IV secolo a.C.): lo stato naturale dei corpi è la quiete; per mantenere costante la velocità di un corpo è necessaria una forza. Galileo (XVII secolo d.C.): l’applicazione di una forza per mantenere in movimento un corpo è necessaria per vincere l’attrito. In assenza di attrito i corpi continuerebbero a muoversi di moto rettilineo uniforme senza necessità di applicare forze. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL PRIMO PRINCIPIO DELLA DINAMICA ESPERIMENTO DI GALILEO La pallina scende rotolando lungo il piano inclinato a sinistra e risale quello di destra fino a fermarsi. Più diminuisce l’inclinazione del secondo piano inclinato, più a lungo si muove la pallina e più lentamente perde velocità. Idealmente, su un piano orizzontale privo di attrito, la pallina si muoverebbe indefinitamente con velocità costante. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL PRIMO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Primo principio della dinamica (principio di inerzia) Un corpo rimane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, finché non interviene una causa esterna (una forza) a variare il suo stato. Inerzia: tendenza di un corpo a mantenere invariato il suo stato di moto (o di quiete). Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

SISTEMI DI RIFERIMENTO INERZIALI Definiamo sistema di riferimento inerziale un sistema in cui vale il primo principio. Un sistema di riferimento in moto rettilineo uniforme rispetto a un sistema inerziale è a sua volta un sistema inerziale. Un sistema di riferimento in moto accelerato rispetto a un sistema inerziale non è un sistema inerziale. In buona approssimazione un sistema solidale con la terra può essere considerato inerziale. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Una forza, applicata a un corpo non vincolato, produce un’accelerazione che è proporzionale all’intensità della forza stessa. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA L’accelerazione impressa al corpo è direttamente proporzionale alla forza applicata. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA L’accelerazione impressa al corpo è inversamente proporzionale alla massa del corpo. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Secondo principio della dinamica La risultante delle forze applicate a un corpo è uguale al prodotto della massa del corpo per l’accelerazione che esso acquista. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

L’unità di misura SI della forza è il newton (N). Una forza di 1 N applicata a un corpo di massa 1 kg produce un’accelerazione di 1 m/s2. 1 N = (1 kg) x (1 m/s2) Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

Il secondo principio della dinamica è una legge vettoriale. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Terzo principio della dinamica (principio di azione e reazione) Non esistono forze isolate; a ogni forza applicata a un corpo (azione) ne corrisponde un’altra (reazione) esercitata dal corpo stesso. Le azioni di due corpi l’uno sull’altro sono sempre uguali e in direzioni opposte. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Due corpi interagiscono: sia nel caso di forze a contatto, sia nel caso di forze a distanza, le forze sui due corpi sono uguali e opposte. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Terzo principio della dinamica Quando un corpo A esercita una forza su un corpo B, il corpo B esercita su A una forza uguale e opposta. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

PAUSA… Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

SECONDO INPUT Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

DINAMICA La dinamica studia il ...... dei corpi in relazione alle ……………………. E’ necessario fare riferimento a due concetti: - la forza che è la …….. dei cambiamenti di moto; - la massa intesa come “………………”. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

LA MASSA La massa rappresenta la “resistenza” o “…….” di un corpo a modificare il proprio …………. Viene appunto definita massa ………. Nel SI si misura in ........ Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

LA FORZA La forza (spinta o trazione) è la causa del …………. del moto. E’ una grandezza ……………., i suoi effetti dipendono dalla sua intensità, ma anche dalla direzione e dal verso. Nel SI si misura in …………. N. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

Il moto: due idee a confronto Aristotele (IV secolo a.C.): lo stato naturale dei corpi è la quiete; per mantenere costante la ………... di un corpo è necessaria una forza. Galileo (XVII secolo d.C.): l’applicazione di una ……. per mantenere in movimento un corpo è necessaria per vincere l’……... In assenza di attrito i corpi continuerebbero a muoversi di moto ………….. senza necessità di applicare forze. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL PRIMO PRINCIPIO DELLA DINAMICA ESPERIMENTO DI GALILEO La pallina scende rotolando lungo il piano ………. a sinistra e risale quello di destra fino a fermarsi. Più ………. l’inclinazione del secondo piano inclinato, più a lungo si muove la pallina e più lentamente perde ……….. Idealmente, su un piano orizzontale privo di …….., la pallina si muoverebbe indefinitamente con velocità .............. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL PRIMO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Primo principio della dinamica (principio di inerzia) Un corpo rimane nel suo stato di ………. o di moto rettilineo ……….., finché non interviene una ……… esterna (una ……….) a variare il suo stato Inerzia: tendenza di un corpo a mantenere invariato il suo ………….(o di quiete). Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

SISTEMI DI RIFERIMENTO INERZIALI Definiamo sistema di riferimento ………… un sistema in cui vale il …………….. Un sistema di ………… in moto rettilineo uniforme rispetto a un sistema inerziale è ……………………... Un sistema di riferimento in moto ………… rispetto a un sistema inerziale non è un sistema inerziale. In buona approssimazione un sistema solidale con la terra può essere considerato ……….. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Una forza, applicata a un corpo non vincolato, produce un’ ………….. che è proporzionale all’intensità della ……… stessa. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA L’accelerazione impressa al corpo è ……………………… alla forza applicata. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA L’accelerazione impressa al corpo è ………….. proporzionale alla ……….. del corpo. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Secondo principio della dinamica La risultante delle …… applicate a un corpo è uguale al ………… della massa del corpo per l’ ……………. che esso acquista. ……………. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

L’unità di misura SI della ……. è il newton (N). Una forza di 1 N applicata a un corpo di ……1 kg produce un’ ………….. di 1 m/s2. 1 N = (…..) x (1 m/s2) Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

Il secondo principio della dinamica è una legge ………... ……………. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Terzo principio della dinamica (principio di ……………) Non esistono ……………..; a ogni forza applicata a un corpo (azione) ne corrisponde un’altra (……….) esercitata dal corpo stesso. Le azioni di due corpi l’uno sull’altro sono sempre ……… e in direzioni ………. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Due corpi interagiscono: sia nel caso di ……. ……………., sia nel caso di …………….., le forze sui due corpi sono ……… e opposte. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

IL TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA Terzo principio della dinamica Quando un corpo A esercita una ……… su un corpo B, il corpo B esercita su A una forza ………………... ……………. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

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E ORA METTITI ALLA PROVA.. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

La Prova - newton F = m.a 1. RELAZIONI FONDAMENTALI Associa a ogni elemento dell’insieme A uno o più elementi dell’insieme B che siano a esso logicamente collegati. F = m.a Kg F/a dinamica forza sistema inerziale FAB = - FBA - newton massa inerziale II principio della dinamica - principio di azione e reazione - cause del movimento - I principio della dinamica Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

La Prova 2. VERO – FALSO Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" - La causa della velocità è la forza. V F - Il primo principio afferma che in assenza di forze tutti i corpi si fermano. - Il primo principio afferma che in assenza di forze un corpo in moto circolare uniforme rimane in moto circolare uniforme. - Un’automobile che accelera a un semaforo è un esempio di sistema di riferimento inerziale. - L’accelerazione è direttamente proporzionale alla forza che ne è la causa. - La massa inerziale è il rapporto tra la forza applicata e l’accelerazione. - La massa inerziale si misura in newton. - Il primo principio è un caso particolare del secondo. - I principi della dinamica sono sempre validi. - Per il terzo principio, il pavimento su cui sei in piedi esercita su di te una forza. - Un sistema di riferimento inerziale è un sistema in cui vale il primo principio della dinamica. - Un sistema di riferimento accelerato rispetto a un sistema inerziale è anch’esso inerziale. - Il primo principio è importante perché è un postulato dell’esistenza di una classe ”privilegiata” di sistemi di riferimento. - La terra è un sistema di riferimento che può essere considerato inerziale. - La causa della velocità è la forza. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

La Prova 3. TEST A SCELTA MULTIPLA (a) 1. Di che cosa si occupa la dinamica? Della relazione fra il moto e le sue cause. Del moto indipendentemente dalle cause. Delle cause della deformazione dei corpi. Dell’origine delle forze agenti sui corpi. 2. Dal primo principio è corretto dedurre che: in assenza di forze non vi può essere moto. in assenza di forze non vi può essere velocità. in assenza di forze un corpo se sta accelerando continua ad accelerare. in assenza di forze un corpo fermo rimane fermo. 3. L’esperienza ci insegna che una bicicletta, poco dopo che si cessa di pedalare, si ferma e non persevera nel suo moto rettilineo uniforme. Si tratta di una violazione del primo principio della dinamica? Si, ma ogni principio ammette delle accezioni purché non siano in numero troppo elevato. No, perché il primo principio riguarda solo i mezzi a motore. No, perché il primo principio afferma che la causa della velocità è la forza. No, perché la bicicletta è soggetta alle forze d’attrito. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

La Prova 3. TEST A SCELTA MULTIPLA (b) 4. In quale dei seguenti sistemi di riferimento il primo principio può essere considerato valido? Una giostra in moto circolare uniforme rispetto alla terra. Un autobus in moto rettilineo uniforme rispetto alla Terra. Un motorino che sta decelerando in prossimità di un semaforo. Un aereo che sta accelerando lungo una pista rettilinea allo scopo di decollare. 5. Quale delle seguenti affermazioni non è corretta per il secondo principio? Il rapporto tra forza e accelerazione è costante. La rappresentazione grafica della relazione accelerazione-forza è una retta. La massa è data dal rapporto tra accelerazione e forza. Se raddoppia la massa, a parità di accelerazione, la forza deve essere il doppio. 6. In base al secondo principio è corretto dire che: la forza è la causa della velocità. la forza è il prodotto della massa per la velocità. l’accelerazione ha la stessa direzione e lo stesso verso della forza agente. l’accelerazione è perpendicolare alla forza agente. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

La Prova 4. DOMANDE APERTE 1. Cosa si intende con l’affermazione: “Il primo principio è un caso particolare del secondo?”. Sei d’accordo con tale affermazione? 2. E’ vero che i principi della dinamica sono validi in tutti i sistemi di riferimento? 3. E’ corretta l’affermazione: “Per il terzo principio, il pavimento su cui sei in piedi esercita una forza su di te”? Spiega. Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani" Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"