Meccanica 10. Le forze e il movimento

10.1 La caduta libera In assenza di attrito con l’aria, un oggetto in caduta libera si muove con un’accelerazione costante e uguale per tutti i corpi pari all’accelerazione di gravità g. Corpo in caduta libera: su di esso agisce soltanto la forza-peso L’accelerazione g è diretta verso il basso e vale 9,8 m/s2

10.2 Forza-peso e massa La forza-peso è direttamente proporzionale alla massa e all’accelerazione di gravità L’accelerazione di gravità dipende dal luogo La forza-peso è diversa a seconda di dove il corpo si trova La massa non cambia a seconda di dove il corpo si trova La proporzionalità tra peso e massa permette di misurare le masse con la bilancia a bracci uguali moggetto = mpesi

10.3 Il moto su un piano inclinato La forza che fa scendere un corpo lungo un piano inclinato è il vettore componente F//, parallela al piano, della forza-peso Fp La forza dipende dalla massa del corpo e dalle caratteristiche dal piano inclinato (lunghezza e altezza) Come la forza, l’accelerazione è costante e diretta lungo il piano. Il moto su un piano inclinato è identico al moto di caduta libera, ma con un’accelerazione più piccola

10.4 Il moto dei proiettili Un oggetto può essere lanciato verso l’alto, in direzione orizzontale oppure in direzione obliqua. Una forza dà al proiettile una velocità iniziale, poi l’unica forza che agisce è la forza-peso Velocità iniziale verso l’alto Un oggetto lanciato verso l’alto tende a salire per inerzia, ma è rallentato dalla forza-peso.

10.4 Il moto dei proiettili Velocità iniziale orizzontale v0 Il moto di un oggetto lanciato orizzontalmente è la sovrapposizione di due moti: un moto rettilineo uniforme orizzontale un moto rettilineo uniformemente accelerato verticale La traiettoria di un oggetto lanciato in orizzontale è una parabola

10.4 Il moto dei proiettili Velocità iniziale obliqua Il moto è ancora la sovrapposizione di un moto rettilineo uniforme orizzontale e di un moto rettilineo uniformemente accelerato verticale (quello di un oggetto lanciato verso l’alto) La traiettoria di un oggetto lanciato in direzione obliqua è una parabola Gittata: distanza tra punto di partenza di un corpo lanciato in direzione obliqua e punto in cui esso torna al suolo. E’ massima per velocità iniziale inclinata di 45° rispetto al terreno L’effetto dell’aria può modificare notevolmente la traiettoria

10.5 La forza centripeta Affinchè un oggetto si muova di moto circolare, è necessario che subisca una forza verso il centro, chiamata forza centripeta, che cambia la direzione del vettore velocità, ma non il suo valore. L’espressione della forza centripeta Forza centrifuga: forza apparente dovuta all’inerzia

10.6 Il moto armonico di una molla Il moto di una massa m che oscilla attaccata a un molla è un moto armonico con accelerazione e periodo

10.7 Il pendolo Se le oscillazioni sono piccole, il pendolo si muove di moto armonico La forza è la componente della forza-peso lungo la tangente alla traiettoria Il periodo dipende dalla lunghezza del pendolo l e da g, ma non dall’ampiezza dell’oscillazione (isocronia, orologi a pendolo)