Principi

I principio (P. di Inerzia o di Galileo): “Un corpo
preserva il suo stato di quiete o di moto rettilineo
uniforme finchè una forza esterna non interviene a
modificarlo”.
II principio (Legge di Newton): esprime la
proporzionalità fra le forze che agiscono su di un
corpo e l’accelerazione che gli viene impressa, tramite
l’equazione F=ma.
III principio (P. di azione-reazione): “ad ogni azione
corrisponde una reazione uguale e contraria”.
STATICA vs DINAMICA
La STATICA studia tutte le configurazioni di
equilibrio meccanico ovvero le condizioni
necessarie affinché un corpo, inizialmente in
quiete, resti in equilibrio anche dopo l’intervento
di azioni esterne.
La DINAMICA è il ramo della meccanica che si
occupa dello studio del moto dei corpi e delle sue cause
o, in termini più concreti, delle circostanze che lo
determinano e lo modificano.
STATICA
I principio (P. di Inerzia)
Un punto materiale persevera nel suo stato di quiete o
di moto rettilineo uniforme se la risultante
delle forze su di lui applicate è un vettore nullo
(cioè se le forze si oppongono annullandosi)
STATICA
I principio (P. di Inerzia)
Bisogna tenere presente che per l'equilibrio di un corpo
rigido non basta che il risultante delle forze sia nullo ma
che anche il risultante dei momenti delle forze applicate
sia nullo. In effetti due forze uguali ed opposte ma
applicate in due punti del corpo non assiali creano un
momento non nullo.
Dunque accanto alla formula sopra
scritta va aggiunta:
Il momento delle forze
• Un corpo rigido, a differenza del punto
materiale, può ruotare oltre che muoversi.
• Braccio di una forza F rispetto ad un punto O:
F
distanza di O dalla retta di .
Def del momento di una forza
Il momento di una forza rispetto ad un punto
O è un vettore che ha modulo:
ha direzione perpendicolare
contenente F e O;
ha verso dato dalla regola
della mano destra.
al
piano
Il momento di una forza e il prodotto vettoriale
Il momento di una forza e il prodotto vettoriale
Il momento di una forzaF
di rotazione della forza.
definisce l'effetto
 = 90°: l'effetto di rotazione è massimo
 = 0°: l'effetto è nullo.
Se sono presenti più forze,
11. Il momento di una coppia di forze
• Una coppia di forze è l'insieme di due forze
uguali e opposte applicate in due punti di un
corpo rigido.
• L'effetto di rotazione è descritto dal momento
della coppia e non dipende dal punto O
scelto.
DINAMICA
II Principio (L. di Newton)
esprime la proporzionalità fra le forze che agiscono su
di un corpo e l’accelerazione che gli viene impressa,
tramite l’equazione
Esprime il legame tra la FORZA (Causa) e
l’accelerazione che si manifesta sul corpo (Effetto).
Quando si verifica che il moto di un corpo è
accelerato, dobbiamo sempre considerare la
presenza di una forza (non equilibrata da altre) che
agisce sul corpo.
Viceversa, ad una forza non equilibrata fa sempre
riscontro un’accelerazione.
FORZA, MASSA,
ACCELERAZIONE
FORZA: si definisce forza tutto ciò che è in grado di alterare lo stato di quiete
o di moto di un corpo, oppure di produrre un deformazione in un corpo
vincolato. La forza si misura in Newton [N]
MASSA: E’ una grandezza scalare che misura la quantità di materia di un
corpo. Si misura in [Kg] e tale valore è costante ed intrinsecamente legato al
corpo. Il peso è un tipo di forza, dovuta all’effetto del campo gravitazionale
terrestre, quindi varia con l’altitudine, la latitudine, ecc... Mentre la massa è
sempre costante.
La forza peso si misura spesso in [Kgp], ma sarebbe più corretta la misura in
[N]. La relazione fra le unità di misura è data dal II principio della dinamica:
FPESO = m * g  1Kgp = 1 Kg * 9,81 m/s2 = 9,81N
ACCELERAZIONE: E’ definita come una variazione di velocità che avviene in un
determinato intervallo di tempo (acc. Media):
a = (VFIN – VINI)/t
si misura in [m/s2]
MOTO DI UN CORPO
Le modalità con cui un oggetto si
muove in uno spazio.
Tipi di MOTO
LINEARE
(traslazione)
Rettilineo
ANGOLARE
(rotazione)
Curvilineo
TRASLAZIONE
.
RETTILINEA
• Quando la direzione
del moto è rettilineo
• Example. 100 m piani
TRASLAZIONE
CURVILINEA
• Il movimento segue una curva
ROTAZIONE
• Rotazione articolare
ma anche
TRASLAZIONE &
ROTAZIONE
• TRASLAZIONE: testa,
tronco braccia
• ROTAZIONE:
movimento dei
segmenti corporei per
la pedalata intorno
alle rispettive
articolazioni
TRASLAZIONE
LINEARE & CURVILINEA
• RETTILINEA a livello anca
• CURVILINEA tronco
LA QUANTITÀ DI MOTO
DI UN CORPO
La Quantità di moto P di un corpo è una grandezza fisica
vettoriale, che ha direzione e verso della velocità e modulo
dato dalla:
P=m*V
Cioè il modulo è direttamente proporzionale sia alla massa
del corpo che alla sua velocità. L’unità di misura è il
Kg*m/s (chilogrammetro al secondo).
LA QUANTITÀ DI MOTO
Perchè una palla da tennis scagliata a 100 Km/h contro un
muro non causa danni evidenti, mentre un auto che colpisce il
medesimo muro a 10 Km/h potrebbe anche sfondarlo?
Caso 1: P1=50g * 100 / 3,6 = 1,39 Kg*m/s
Caso 2: P2=1000Kg * 10 /3,6 = 2777,78 Kg*m/s
IMPULSO DI UNA FORZA
Prodotto della forza applicata su un oggetto ed
il tempo di applicazione della forza
Impulso = F x t
La quantità di forza applicabile dall’atleta dipende
dalla forza massimale
Il tempo di applicazione della forza dipende
dalla tecnica del gesto
IMPULSO DI UNA FORZA
F = ma  F× t = ma× t
ma a×  t =  è la variazione di velocità impressa alla
massa m e quindi
F×  t=m×  v= P
è uguale alla quantità di moto che è
capace di trasmettere alla massa m
La quantità di forza applicabile dall’atleta dipende
dalla forza massimale
Il tempo di applicazione della forza dipende
dalla tecnica del gesto
AZIONE-REAZIONE
III Legge
“ad ogni azione corrisponde
una reazione uguale e
contraria”.
Le due forze sono uguali in ampiezza
e direzione ma opposte in verso
• C’è un periodo di tempo, diverso da zero, in cui il piede e
la palla sono in contatto
• In questo periodo il calciatore applica una forza così da
creare il movimento della palla
AZIONE
• Allo stesso tempo la palla “reagisce” fornendo una forza
al piede
REAZIONE
Maggiore è la forza applicata per il lancio e maggiore sarà
la forza di reazione contro il sistema biologico coinvolto
nel gesto tecnico. Per questo l’atleta deve essere
“dimensionato” per sopportare stress articolari.
u = 20 m/s = velocità di arrivo della palla
v = 15 m/s = velocità in uscita della palla
(u e v hanno
m = 0.4 kg = massa della palla
verso opposto)
t = 0.05 s = tempo di contatto
m(v - u)
0.4(15 - 20)
F=
=
= 280 N
t
0.05
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