A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

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Meccanica Dinamica A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Il velocista dopo l’arrivo smette di pedalare, ma prosegue a correre per un lungo tratto. Come lo si può spiegare? L’auto continua il suo moto anche se il guidatore ha sollevato il piede dall’acceleratore (per fermarsi al semaforo il guidatore frena!) Come lo si può spiegare? A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Un vaso è appoggiato sopra ad un foglio posto sul tavolo Se si toglie velocemente il foglio da sotto il vaso quest’ultimo resta fermo. Come lo si può spiegare? A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Un ragazzo che corre con velocità costante lascia cadere un palla quando è nel punto A della figura. Quale delle traiettorie disegnate descrive il moto della palla rispetto a un osservatore fermo e il punto in cui essa toccherà il suolo? A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Il bombardiere sta volando a km/h. Sgancia (toglie il gancio a) un nugolo di bombe. Quale foto ci si aspetta sia quella che riproduce la corretta caduta del nugolo di bombe nel sistema di riferimento dell’aereo? x y z ? ? ? ? ? ? ? ? ? A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

b) c) d) A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Il disco vincolato a muoversi su una circonferenza ripeti A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

tende a restare fermo (se non c’è un ulteriore sistema che interagisce con esso) Se un corpo è inizialmente fermo Se un corpo è inizialmente in moto tende a proseguire di moto rettilineo uniforme (se non c’è un ulteriore sistema che interagisce con esso) Primo Principio della dinamica Un corpo permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (su di esso non agisce alcuna forza), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle….. …in un sistema di riferimento inerziale!!!! A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

In fisica si esplicita sempre il sistema fisico che viene studiato e il modello che si assume per descrivere l’aspetto studiato Il sistema oggetto della nostra osservazione. Sottinteso il modello: Sistema = punto materiale Primo Principio della dinamica Un corpo permane nel suo stato di quiete o stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (il sistema non interagisce con altri sistemi), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle….. …in un sistema di riferimento inerziale!!!! Stato di moto = posizione e velocità del punto materiale ad un assegnato istante Il processo fisico è l’interazione fra sistemi Si rappresenta l’interazione con una forza. La somma (vettoriale) delle forze (la risultante) è nulla Lo stato di moto è relativo al sistema di riferimento In un dato sistema di riferimento inerziale esso non cambia. Se cambia si possono sempre trovare altri sistemi con cui il sistema in osservazione interagisce. Tali interazioni sono la causa del cambiamento nello stato di moto (una volta eliminate lo stato non cambia) A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Sistema di riferimento inerziale Sistema di riferimento inerziale è un sistema di riferimento in cui vale la legge di inerzia La legge di inerzia vale in un sistema di riferimento inerziale Il circolo vizioso si può superare operativamente: quando si rilevano cambiamenti nello stato di moto o si trovano interazioni che li causano o si possono ricondurre ad accelerazioni del sistema di riferimento, rispetto ad un altro sistema di riferimento. (regressione all’infinito nella ricerca di sistemi di riferimento inerziali) A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Primo Principio della dinamica Un corpo permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (su di esso non agisce alcuna forza), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle….. …in un sistema di riferimento inerziale!!!! Emergono due aspetti Che cosa è un riferimento inerziale. (senza il quale non sapremmo costruire la dinamica) Lo stato di moto rettilineo uniforme non cambia spontaneamente Le interazioni ( le forze) possono produrre cambiamenti nello stato di moto A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Per caratterizzare come cambia lo stato di moto rettilineo uniforme: la velocità cambia: da v all’istante t  a v’ all’istante t+t accelerazione (media) del sistema: a =  v / t ( Accelerazione istantanea : a = ) Per produrre un cambiamento nello stato di moto rettilineo uniforme: Il sistema in esame deve interagire con altri sistemi Per descrivere una interazione: forza (f) Per descrivere l’insieme delle azioni sullo stesso sistema: F =  f Si deve costruire una relazione tra: F e a per poter descrivere come varia lo stato rettilineo uniforme di un sistema, date le forze che agiscono su di esso . A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Si applicano forze diverse allo stesso oggetto forza F1  accelerazione a1 F1< F2  a1 <a2 forza F2  accelerazione a2 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Si applica la stessa forza a oggetti diversi forza F  accelerazione a1 F= F  a1 > a2 forza F  accelerazione a2 A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Si applicano forze diverse allo stesso oggetto forza F  accelerazione a1 forza F’>F  accelerazione a=0 !?!? La forza applicata dall’uomo è l’unica agente sull’oggetto? No! Sull’oggetto agisce anche la forza esercitata dall’ostacolo A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Carrello con sensore di forza Sensore di moto Massettine appese al filo che traina il carrello e il sensore A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

z Il sistema di riferimento y x A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

z y x La distanza dal sensore A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Al PC m Si effettuano misure ripetute con masse trainanti di 40g, 60 g, 80 g, 100g con il solo carrello e sensore, di massa M0; con carrello, sensore e un parallelepipedo di metallo, di massa M1; con carrello, sensore e due parallelepipedi di metallo, di massa M2. A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

Si carica il carrello: Al PC m A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica Che relazione sussiste tra a e F? Lineare della forma: a = k F + k’

Secondo Principio della dinamica Un corpo di massa m, su cui agisce una risultante di forze F, è soggetto a una accelerazione proporzionale a F: F = m a F : risultante delle forze agenti sul corpo di massa m m : costante positiva caratteristica del sistema oggetto di studio a : accelerazione del corpo - Non è una definizione di forza. - È la relazione che lega risultante delle forze agenti sul sistema (i descrittori formali delle interazioni del sistema con altri sistemi) l’ accelerazione del sistema (la grandezza che descrive quantitativamente le variazioni degli stati di moto). - Vale in un sistema di riferimento inerziale. A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

I tre principi della dinamica In un sistema di riferimento inerziale. Primo Principio Un sistema permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme se esso è isolato (su di esso non agisce alcuna forza), ovvero è soggetto a una risultante di forze nulle. Secondo Principio Un corpo di massa m, su cui agisce una risultante di forze F, è soggetto a una accelerazione proporzionale a F: F = m a Terzo Principio (principio di azione e reazione) Quando due sistemi A e B interagiscono, il sistema A esercita sul sistema B una forza FB e il sistema B agisce sul sistema A con una forza FA che sono uguali in modulo, agiscono sulla stessa retta e hanno verso opposto: FB = - FA A. Stefanel - M: Le leggi della dinamica

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