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I PRINCIPI DELLA DINAMICA
I corpi interagiscono fra di loro mediante azioni, chiamate forze, che costituiscono le cause del moto.Le forze sono grandezze vettoriali.
PRIMO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
Un corpo non soggetto a forze permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme.Le forze sono la causa delle variazioni del moto.
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I PRINCIPI DELLA DINAMICA
SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
L’accelerazione di un corpo è proporzionale alla forza agente su di esso.La costante di proporzionalità si chiama massa e rappresenta una misura dell’inerzia del corpo.
amF
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I PRINCIPI DELLA DINAMICA
TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
Se un corpo A esercita una forza (azione) su un corpo B, il corpo B esercita sul corpo A una forza uguale ed opposta (reazione).
F
F
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UNITÀ DI MISURA DELLE FORZE
L’unità di misura della forza nel S.I. è il newton (N), definita come la forza che imprime alla massa di 1 kg l’accelerazione di 1 m/s2.
2 smkgN
maF
L’unità di misura della forza nel C.G.S. è la dina (dyn), definita come la forza che imprime alla massa di 1g l’accelerazione di 1 cm/s2.
-2 3 2 -2 51N=1kg×1m×1s =10 g×10 cm×1s =10 dyn
2 scmgdyn
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FORZA PESO
La forza peso è l’attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra sui corpi in vicinanza della superficie terrestre. Essa ha modulo costante, è diretta secondo la verticale ed orientata verso il basso.
Tutti i corpi, in vicinanza della superficie terrestre, possiedono la stessa accelerazione g(g = 9.8 m/s2).
gmP
La massa di 1 kg ha peso P = 1 kg9.8 m/s2 = 9.8 N
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SISTEMA BRITANNICO
Le grandezza fisiche fondamentali sonolunghezza, forza e tempo.
L’unità di misura della forza è la libbra (lb)
La massa è una grandezza derivata e la sua unità di misura, detta slug
Nlb 448.4 1
kgslug 454.0 1
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TIPI DI FORZE
Forze gravitazionaliForze di attritoForze esercitate da vincoliForze di inerziaForze di contattoForze elettromagnetiche ...
8
2
211
21067.6
kg
NmG
r
mMGF
2T
T
R
MGg
GRAVITAZIONE UNIVERSALE
Legge di Newton: Due masse m ed M poste a distanza r si attraggono con una forza, diretta lungo la retta che li congiunge, di intensità
Accelerazione di gravità terrestre
MT e RT sono la massa ed il raggio terrestri
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MISURA DELLE FORZE
Misura delle forze con metodo diretto e metodo indiretto
bilancia dinamometro
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FORZE DI ATTRITO
La forza di attrito radente si sviluppa quando due superfici ruvide slittano l’una sull’altra. È parallela alle superfici a contatto e si oppone al loro movimento relativo. Essa dipende dallo stato di rugosità delle superfici a contatto.
La resistenza del mezzo è una forza che si sviluppa quando un corpo si muove all’interno di un fluido (liquido o gas). Tale forza è sempre antiparallela alla velocità del corpo ed è proporzionale alla velocità (piccole velocità) o al quadrato della velocità (grandi velocità).
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FORZE DI REAZIONE VINCOLARE
Sono le forze esercitate dai vincoli cui è soggetto il corpo. L’azione del vincolo è rappresentata da una forza detta reazione vincolare.
Il corpo è in equilibrio sotto l’azione della forza peso w e della reazione vincolare N (normale alla superficie di contatto).
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TENSIONE DEI FILI
Un filo inestensibile in tensione sviluppa forze uguali ed opposte ai suoi capi. La forza T si chiama tensione del filo.
La tensione del filo è sempre parallela al filo e può cambiare direzione mediante l’uso di carrucole.
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RbPa
NRP
)2
0)1
P R
N
a b
STATICA
Condizioni necessarie affinché una leva sia in quiete
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LEVE DEL CORPO UMANO
Leva di 2o genere Leva di 3o genereLeva 1o genere
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LAVORO
Se un corpo agisce una forza F, il lavoro compiuto dalla forza per uno spostamento s è
sFsFL
cos
s
F
α
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LAVORO
Il lavoro può essere
positivo
nullo
negativo
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LAVORO
L’unità di misura del lavoro nel S.I. si chiama joule: lavoro compiuto dalla forza di 1 N che si sposta di 1 m parallelamente alla direzione della forza.
22 smkgmNJ
Nel sistema C.G.S. l’unità di lavoro si chiama erg.
cmdynmNjoule 25 1010
22 scmgcmdynerg
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ENERGIA CINETICA
Il lavoro compiuto dalle forze agenti su un corpo per portare la sua velocità da v1 a v2 è pari alla variazione di energia cinetica.
1221
22 2
1
2
1TTmvmvL
L’energia cinetica rappresenta la potenzialità che un corpo possiede a compiere lavoro in virtù della sua velocità.
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ENERGIA POTENZIALE
Il lavoro compiuto dalla forza peso per spostare un corpo dall’altezza z1 all’altezza z2 è pari a
L’energia potenziale rappresenta la potenzialità che un corpo possiede a compiere lavoro in virtù della sua posizione.
2121 )( VVzzmgL
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FORZE CONSERVATIVE
Per una forza conservativa è possibile definire l’energia potenziale
Le altre forze si dicono non conservative o dissipative
Forza conservativa: il lavoro compiuto da una forza conservativa non dipende dal percorso seguito, ma dipende dal punto di partenza e punto di arrivo.
21 VVL
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CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA
Forza conservativa: il lavoro compiuto da una forza conservativa non dipende dal percorso seguito, ma dipende dal punto di partenza e punto di arrivo.
2211
2112 e
VTVT
VVLTTL
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CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA
L’energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma
ENERGIA TERMICA
ENERGIA MECCANICA
ENERGIA ELETTRICA
ENERGIAPOTENZIALE
ENERGIACHIMICA
ENERGIANUCLEARE
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POTENZA
La potenza è il rapporto fra il lavoro compiuto ed il tempo impiegato.
vFFvt
Fs
t
LP
coscos
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POTENZA
L’unità di misura della potenza nel S.I. si chiama watt.
1 sJs
jouleWwatt
Il kilowattora (kWh) è una unità pratica di energia (e non di potenza !), pari all’energia erogata da una macchina della potenza di 1 kW in 1 ora.
MJ6.3s 360011000 1 JskWh