LE FORZE

Cos’è una FORZA?

All’idea di “forza” associamo istintivamente quella di “sforzo muscolare”.Se si applica una forza ad un corpo, questo si mette in movimento.

La forza, quindi, è la causa del moto.

Conoscere una forza

Per identificare una forza è necessario conoscerne intensità (o modulo), direzione e verso. Le forze sono vettori.Per sapere poi come una forza agisce su un corpo è necessario specificare anche il punto di applicazione!!

Le forze sono VETTORI APPLICATI

F

F

G

G

GF

In che modo le forze influenzano il moto?

Prima di Galileo Fino ai primi anni del XVII secolo l’idea diffusa era che ci fosse un relazione di proporzionalitàfra forza e velocità.

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Più spingo un corpopiù questo “va veloce”!

Con Galileo Si comprende l’incoerenza di questa relazione: se il pallone è inizialmente fermo (v = 0) e dopo il calcio simuove (v = 90 km/h), vuol dire che la velocità cambia!!Si ha cioè un’accelerazione, ed è questa che è direttamente proporzionale alla forza applicata al pallone

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I primi esperimentiIL PIANO INCLINATO

La prima forza studiata da Galileo fu la più immediata: la forza di gravità. La tendenzadi ogni corpo a cadere verso il centro della Terra si prestava molto bene alla formulazione di una relazione quantitativa fra forza ed accelerazione.

P

F’= 1/2 F

P

F

R

Diminuendo l’inclinazione del piano inclinato si può diminuire a piacerela forza diretta lungo il piano stesso, verificando che a forza dimezzatacorrisponde accelerazione dimezzata.

La legge oraria

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1tatvs

La legge oraria esprime lo spazio percorso dalla biglia lungo il piano inclinato in funzione del tempo impiegato.Galileo notò che raddoppiando il tempo la biglia percorreva distanza quadrupla.

PS.: Notate l’”orologio”!

Che succede quando il piano inclinato “finisce”?

Moto uniformemente

accelerato

Moto rettilineouniforme

Ma questa è una composizione di moti!

Teoria dell’impetus: il moto è rettilineo finché non si esaurisce la spinta iniziale

Combinazione di due moti indipendenti che dà origine a una curva di caduta parabolica

Moto dei proiettili secondo Aristotele e secondo Galileo

Il grande passo di Newton

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La legge di gravitazioneuniversale

221

0 r

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OSS1: Anche la pallina attrae la Terra!OSS2: Queste sono le stesse masse di

prima?

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Massa inerziale

221

0 r

mmGF Masse

gravitazionali

Esempi di forze

)( 0xxkF Forza elastica

Forze di attrito Radente

Volvente

Viscoso

Forze vincolari

P

F

R

La forza elettricaVerso la metà del Settecento si scoprì che i corpi potevano essere dotati di carica elettrica. Le cariche elettriche esercitavano fra di loro una forza che era attrattiva in caso di carichedi segno opposto e repulsiva in caso di cariche con segno uguale.Coulomb formulò la legge di interazione elettrostatica (detta “legge di Coulomb”)

221

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qqkF

Notate la somiglianza con la legge di Newton 221

0 r

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Qual è la differenza?

1- Le cariche elettriche hanno due possibili segni2- La forza elettrica è estremamente più intensa (e quindi più facilmente visibile) della forza gravitazionale.

La forza magnetica

N

S

N

S

Fino dall’antichità è noto che alcuni minerali (magnetite, Fe3O4) hanno la proprietà di attirarsi o respingersi nelle estremità. Anche la Terra esercita una coppia di forze su un aghetto magnetico (bussola).

L’elettromagnetismoGià nella prima metà dell’Ottocento era oramai chiaro che forza elettrica e forza magneticaerano strettamente collegate:circuiti percorsi da corrente generavano forze magnetiche ecalamite in movimento generavano forze elettriche.

Elettricità e magnetismo vennero allora interpretate come due facce della stessa medaglia,l’elettromagnetismo.

TUTTO QUI?

NO!Grandi scale(Astrofisica)

Piccole scale(Fisica Subatomica)

FORZA FORTE

FORZA DEBOLE

GRAVITA’

ELETTROMAGNETISMO

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