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LEGGI DI NEWTON

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MECCANICA

CINEMATICA

DINAMICA

STATICA

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La cinematica descrive il moto dei corpi, utilizzando grandezze come lo spostamento, la velocità, l’accelerazione, ecc…

Scopo della cinematica è fornire una traiettoria e una legge oraria che consenta di conoscere la posizione del corpo in ogni istante.

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La DINAMICA studia le cause del moto, cioè le FORZE

Dato un sistema di forze che agiscono su un corpo, la dinamica si pone il problema di individuare il moto del corpo. Dato un corpo che abbia un certo moto, la dinamica si pone il problema di individuare quali forze lo hanno determinato

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La STATICA studia L’EQUILIBRIO dei corpi

La statica studia quali sono le condizioni che si devono verificare perché un corpo resti fermo.

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PRIMA LEGGE DI NEWTON (primo principio della dinamica)

Se la forza risultante che agisce su un corpo è nulla, la velocità del corpo è

costante in modulo, direzione e verso (moto rettilineo uniforme).

Questo significa che se il corpo è fermo, resta fermo, e se

è in movimento continua a muoversi all’infinito!

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PRIMA LEGGE DI NEWTON

Accettare questa legge non è facile, perché tutti noi siamo abituati al fatto che, se su un corpo in movimento eliminiamo la forza propulsiva, il corpo tende a rallentare e a fermarsi.

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PRIMA LEGGE DI NEWTON

Ad esempio, in bicicletta se smettiamo di pedalare, cioè se smettiamo di applicare la forza delle nostre gambe, rallentiamo e inesorabilmente ci fermiamo.

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PRIMA LEGGE DI NEWTON

Se lanciamo un disco su una superficie, il disco rallenta e poi si ferma

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PRIMA LEGGE DI NEWTON

In entrambi i casi non è vero che non ci sono forze applicate. Nel primo caso c’è l’attrito dell’aria che si oppone al moto, c’è l’attrito volvente tra le ruote e l’asfalto, c’è l’attrito tra i cuscinetti che collegano le ruote al telaio. Nel secondo caso c’è l’attrito radente tra il disco e la superficie su cui scivola

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PRIMA LEGGE DI NEWTON

Le forze d’attrito (dissipative) sono sempre presenti. Per avere evidenza diretta della prima legge di Newton bisognerebbe eliminare completamente l’attrito. Un oggetto lanciato al di fuori dell’atmosfera, dove non c’è aria e quindi non c’è attrito, si muove a velocità costante. Nei viaggi spaziali le navicelle si muovono con moto rettilineo uniforme senza bisogno della spinta dei reattori

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SECONDA LEGGE DI NEWTON (secondo principio della dinamica)

Se su un corpo di massa m agisce una forza risultante F, il corpo subisce una accelerazione a proporzionale alla forza F

F=m·a La costante di proporzionalità m è la massa dell’oggetto

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SECONDA LEGGE DI NEWTON

La seconda legge significa che una forza applicata ad un corpo produce un’accelerazione, cioè un cambio di velocità.

Tale legge è valida anche letta al contrario: se un corpo varia la sua velocità, ciò significa che su di esso è stata applicata una forza.

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SECONDA LEGGE DI NEWTON Quando si parla di accelerazione si intende un cambio di velocità, che può essere un aumento, una diminuzione, ma anche una variazione nella direzione. Abbiamo visto che nel moto circolare uniforme la velocità cambia direzione in ogni istante. Ciò significa che c’è una accelerazione centripeta ac=v2/R

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SECONDA LEGGE DI NEWTON

Nel moto circolare uniforme l’esistenza di una accelerazione centripeta svela la presenza di una forza centripeta Fc

Fc=m·ac

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SECONDA LEGGE DI NEWTON

Anche in questo caso è difficile accettare questa legge. Se un motore applica una forza costante su un veicolo, questo non subisce un’accelerazione costante che lo porterebbe ad aumentare all’infinito la sua velocità. L’esperienza mostra, che in un primo periodo la velocità aumenta, ma poi si assesta su un valore costante.

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SECONDA LEGGE DI NEWTON

Anche in questo caso la responsabilità di questa apparente anomalia è l’attrito.

L’attrito cresce all’aumentare della velocità fino a quando raggiunge il valore della forza propulsiva. Quando l’attrito eguaglia la forza propulsiva, l’insieme delle forze applicate sul veicolo è nulla e quindi la velocità resta costante, rispettando il primo principio.

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SECONDA LEGGE DI NEWTON

L’unità di misura della forza è il newton, avente simbolo N.

La forza di un N determina un’accelerazione di 1m/s2 su un corpo di massa 1kg.

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TERZA LEGGE DI NEWTON (terzo principio della dinamica)

Se un corpo A esercita una forza F sul corpo B, allora il corpo B esercita una forza di uguale intensità e verso opposto sul corpo A

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TERZA LEGGE DI NEWTON

Se applico una spinta contro un corpo, questo restituisce la spinta e vengo spostato all’indietro.

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TERZA LEGGE DI NEWTON

Quando cammino, con il piede spingo il pavimento all’indietro, ma questo reagisce con una spinta uguale e contraria che mi sposta in avanti.