Newton e i principi della dinamica

Newton (1642-1727, nasce l’anno in cui muore Galileo)
Principi della dinamica
1) Primo principio (principio di inerzia): ciascun corpo persevera nel suo stato di quiete o di moto
rettilineo uniforme, a meno che sia costretto a mutare tale stato da forze esterne.
Enunciato già da Galileo Galilei.
2) Secondo principio: in presenza di forze esterne, l’accelerazione di un corpo puntiforme è
proporzionale alla risultante delle forze.
F = M ⋅a
La costante di proporzionalità si chiama massa, ed è una caratteristica del corpo. La massa
rappresenta l’inerzia, ovvero la “resistenza” al movimento che il corpo esprime quando subisce una
forza.
Unità di misura per la forza: Newton.
1 N = 1 Kg · m/s²
3) Terzo principio: ad ogni azione corrisponde sempre una reazione uguale e contraria.
Esempio 1: rinculo di una pistola.
Esempio 2: un pattinatore si trova in equilibrio sui pattini sopra un lago ghiacciato. A un certo punto lancia un sasso di
fronte a sé. Cosa gli succede ?
Questo ci dice che in realtà le forze esistono solo “a coppie”, ovvero che le forze sono delle
interazioni tra due corpi. La forza non è quindi un’azione unilaterale (un corpo fa forza su un altro),
ma un’interazione tra due corpi.
Le forze non avvengono solo per contatto, ma anche a distanza.
Infatti…
Peso: il peso è una forza.
Il peso di un corpo è la forza che un corpo risente verso il centro di un pianeta (a causa della
gravità). Il peso non è quindi una caratteristica del corpo ma dipende sia dal corpo che dal pianeta
r
su cui si trova. L’espressione della forza peso è F = M ⋅ g , dove m è la massa del corpo e g è
un vettore orientato verso il centro del pianeta, il cui modulo sulla Terra vale approssimativamente
9,8 m/s².
Osservare che per il principio di azione e reazione se la Terra esercita una certa forza su un corpo
provocandone la caduta, contemporaneamente anche il corpo attrae la Terra con la stessa forza
(l’effetto è diverso per la grossa differenza tra le masse).
Massa: la massa è invece una caratteristica del corpo.
Fino ad ora emerge come la massa abbia due significati:
-) la massa rappresenta l’inerzia del corpo, ovvero il legame tra la forza che un corpo subisce e la
sua accelerazione ( F
= M ⋅a)
-) la massa rappresenta la “capacità” di un corpo di farsi attrarre da un pianeta ( F = M ⋅ g )
Entrambe queste caratteristiche dipendono dalla stessa proprietà di un corpo che viene chiamata
massa.