Primo principio della dinamica

Anno scolastico 20012/2013
I PRINCIPI DELLA
DINAMICA
Prof.ssa Veronica Matteo
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
PRIMO INPUT
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
DINAMICA

La dinamica studia il moto dei corpi in relazione alle
cause che l’hanno prodotto.

E’ necessario fare riferimento a due concetti:
- la forza che è la causa dei cambiamenti di moto;
- la massa intesa come “quantità di materia”.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
LA MASSA

La massa rappresenta la “resistenza” o “inerzia” di
un corpo a modificare il proprio stato di moto.

Viene appunto definita massa inerziale.

Nel SI si misura in kg.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
LA FORZA



La forza (spinta o trazione) è la causa del
cambiamento del moto.
E’ una grandezza vettoriale, i suoi effetti
dipendono dalla sua intensità, ma anche dalla
direzione e dal verso.
Nel SI si misura in newton N.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
Il moto: due idee a confronto

Aristotele (IV secolo a.C.): lo stato
naturale dei corpi è la quiete; per
mantenere costante la velocità di un corpo
è necessaria una forza.

Galileo (XVII secolo d.C.): l’applicazione
di una forza per mantenere in movimento
un corpo è necessaria per vincere l’attrito.
In assenza di attrito i corpi continuerebbero
a muoversi di moto rettilineo uniforme
senza necessità di applicare forze.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
ESPERIMENTO DI GALILEO
-
La pallina scende rotolando lungo il piano inclinato a sinistra e risale
quello di destra fino a fermarsi.
-
Più diminuisce l’inclinazione del secondo piano inclinato, più a lungo si
muove la pallina e più lentamente perde velocità.
-
Idealmente, su un piano orizzontale privo di attrito, la pallina si
muoverebbe indefinitamente con velocità costante.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Primo principio della dinamica (principio di inerzia)
Un corpo rimane nel suo stato di quiete o di moto
rettilineo uniforme, finché non interviene una causa
esterna (una forza) a variare il suo stato.
Inerzia:
tendenza di un corpo a mantenere invariato il
suo stato di moto (o di quiete).
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
SISTEMI DI RIFERIMENTO
INERZIALI

Definiamo sistema di riferimento inerziale un sistema in cui
vale il primo principio.

Un sistema di riferimento in moto rettilineo uniforme rispetto
a un sistema inerziale è a sua volta un sistema inerziale.

Un sistema di riferimento in moto accelerato rispetto a un
sistema inerziale non è un sistema inerziale.

In buona approssimazione un sistema solidale con la terra può
essere considerato inerziale.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
Secondo principio della dinamica
Una forza, applicata a un corpo non vincolato,
produce un’accelerazione che è proporzionale
all’intensità della forza stessa.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
L’accelerazione impressa al corpo
è direttamente proporzionale alla
forza applicata.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
L’accelerazione impressa al corpo
è inversamente proporzionale alla
massa del corpo.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
Secondo principio della dinamica
La risultante delle forze applicate a un corpo
è uguale al prodotto della massa del corpo
per l’accelerazione che esso acquista.
F ris  m  a
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

L’unità di misura SI della forza è il newton (N).

Una forza di 1 N applicata a un corpo di massa 1 kg
produce un’accelerazione di 1 m/s2.
1 N = (1 kg) x (1 m/s2)
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
Il secondo principio della dinamica è una legge vettoriale.
F ris  m  a
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL TERZO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Terzo principio della dinamica (principio di
azione e reazione)
Non esistono forze isolate; a ogni forza applicata a
un corpo (azione) ne corrisponde un’altra (reazione)
esercitata dal corpo stesso.
Le azioni di due corpi l’uno sull’altro sono sempre
uguali e in direzioni opposte.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL TERZO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Due corpi interagiscono: sia nel caso di forze
a contatto, sia nel caso di forze a distanza, le
forze sui due corpi sono uguali e opposte.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL TERZO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Terzo principio della dinamica
Quando un corpo A esercita una forza su un
corpo B, il corpo B esercita su A una forza
uguale e opposta.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
PAUSA…
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
SECONDO INPUT
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
DINAMICA

La dinamica studia il ...... dei corpi in relazione alle
…………………….

E’ necessario fare riferimento a due concetti:
- la forza che è la …….. dei cambiamenti di moto;
- la massa intesa come “………………”.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
LA MASSA

La massa rappresenta la “resistenza” o “…….” di un
corpo a modificare il proprio ………….

Viene appunto definita massa ……….

Nel SI si misura in ........
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
LA FORZA



La forza (spinta o trazione) è la causa del
…………. del moto.
E’ una grandezza ……………., i suoi effetti
dipendono dalla sua intensità, ma anche dalla
direzione e dal verso.
Nel SI si misura in …………. N.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
Il moto: due idee a confronto

Aristotele (IV secolo a.C.): lo stato naturale
dei corpi è la quiete; per mantenere costante
la ………... di un corpo è necessaria una
forza.

Galileo (XVII secolo d.C.): l’applicazione
di una ……. per mantenere in movimento un
corpo è necessaria per vincere l’……... In
assenza di attrito i corpi continuerebbero a
muoversi di moto ………….. senza necessità
di applicare forze.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
ESPERIMENTO DI GALILEO
-
La pallina scende rotolando lungo il piano ………. a sinistra e risale
quello di destra fino a fermarsi.
-
Più ………. l’inclinazione del secondo piano inclinato, più a lungo si
muove la pallina e più lentamente perde ………..
-
Idealmente, su un piano orizzontale privo di …….., la pallina si
muoverebbe indefinitamente con velocità ..............
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Primo principio della dinamica (principio di inerzia)
Un corpo rimane nel suo stato di ………. o di moto
rettilineo ……….., finché non interviene una ………
esterna (una ……….) a variare il suo stato
Inerzia:
tendenza di un corpo a mantenere invariato il
suo ………….(o di quiete).
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
SISTEMI DI RIFERIMENTO
INERZIALI

Definiamo sistema di riferimento ………… un sistema in cui
vale il ……………..

Un sistema di ………… in moto rettilineo uniforme rispetto a
un sistema inerziale è ……………………...

Un sistema di riferimento in moto ………… rispetto a un
sistema inerziale non è un sistema inerziale.

In buona approssimazione un sistema solidale con la terra può
essere considerato ………..
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
Secondo principio della dinamica
Una forza, applicata a un corpo non vincolato,
produce un’ ………….. che è proporzionale
all’intensità della ……… stessa.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
L’accelerazione impressa al corpo
è ……………………… alla forza
applicata.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
L’accelerazione impressa al corpo
è ………….. proporzionale alla
……….. del corpo.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL SECONDO PRINCIPIO
DELLA DINAMICA
Secondo principio della dinamica
La risultante delle …… applicate a un corpo
è uguale al ………… della massa del corpo
per l’ ……………. che esso acquista.
F…………….
ris  m  a
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"

L’unità di misura SI della ……. è il newton (N).

Una forza di 1 N applicata a un corpo di ……1 kg
produce un’ ………….. di 1 m/s2.
1 N = (…..) x (1 m/s2)
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
Il secondo principio della dinamica è una legge ………...
F…………….
ris  m  a
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL TERZO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Terzo principio della dinamica (principio di
……………)
Non esistono ……………..; a ogni forza applicata a
un corpo (azione) ne corrisponde un’altra (……….)
esercitata dal corpo stesso.
Le azioni di due corpi l’uno sull’altro sono sempre
……… e in direzioni ……….
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL TERZO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Due corpi interagiscono: sia nel caso di …….
……………., sia nel caso di …………….., le
forze sui due corpi sono ……… e opposte.
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
IL TERZO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
Terzo principio della dinamica
Quando un corpo A esercita una ……… su
un corpo B, il corpo B esercita su A una forza
………………...
…………….
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PAUSA…
Istituto Tecnico "Aldini-Valeriani"
E ORA METTITI ALLA
PROVA..
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La Prova
1. RELAZIONI FONDAMENTALI
Associa a ogni elemento dell’insieme A uno o più elementi
dell’insieme B che siano a esso logicamente collegati.
F = m.a
Kg
F/a
dinamica
forza
sistema inerziale
FAB = - FBA
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- newton
-massa inerziale
- II principio
della dinamica
- principio di azione
e reazione
- cause del movimento
- I principio della
dinamica
La Prova
2. VERO – FALSO
- La causa della velocità è la forza.
V
F
- Il primo principio afferma che in assenza di forze tutti i corpi si fermano.
V
F
- Il primo principio afferma che in assenza di forze un corpo in moto circolare uniforme
rimane in moto circolare uniforme.
V
F
- Un’automobile che accelera a un semaforo è un esempio di sistema di riferimento
inerziale.
V
F
- L’accelerazione è direttamente proporzionale alla forza che ne è la causa.
V
F
- La massa inerziale è il rapporto tra la forza applicata e l’accelerazione.
V
F
- La massa inerziale si misura in newton.
V
F
- Il primo principio è un caso particolare del secondo.
V
F
- I principi della dinamica sono sempre validi.
V
F
- Per il terzo principio, il pavimento su cui sei in piedi esercita su di te una forza.
V
F
- Un sistema di riferimento inerziale è un sistema in cui vale il primo principio della
dinamica.
V
F
- Un sistema di riferimento accelerato rispetto a un sistema inerziale è anch’esso
inerziale.
V
F
- Il primo principio è importante perché è un postulato dell’esistenza di una classe
”privilegiata” di sistemi di riferimento.
V
F
- La terra è un sistema di riferimento che può essere considerato inerziale.
V
F
- La causa della velocità è la forza.
V
F
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La Prova
3. TEST A SCELTA MULTIPLA (a)
1.




Di che cosa si occupa la dinamica?
Della relazione fra il moto e le sue cause.
Del moto indipendentemente dalle cause.
Delle cause della deformazione dei corpi.
Dell’origine delle forze agenti sui corpi.
2.




Dal primo principio è corretto dedurre che:
in assenza di forze non vi può essere moto.
in assenza di forze non vi può essere velocità.
in assenza di forze un corpo se sta accelerando continua ad accelerare.
in assenza di forze un corpo fermo rimane fermo.
3.
L’esperienza ci insegna che una bicicletta, poco dopo che si cessa di pedalare, si ferma e
non persevera nel suo moto rettilineo uniforme. Si tratta di una violazione del primo
principio della dinamica?
Si, ma ogni principio ammette delle accezioni purché non siano in numero troppo elevato.
No, perché il primo principio riguarda solo i mezzi a motore.
No, perché il primo principio afferma che la causa della velocità è la forza.
No, perché la bicicletta è soggetta alle forze d’attrito.




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La Prova
3. TEST A SCELTA MULTIPLA (b)
4. In quale dei seguenti sistemi di riferimento il primo principio può essere considerato
valido?

Una giostra in moto circolare uniforme rispetto alla terra.

Un autobus in moto rettilineo uniforme rispetto alla Terra.

Un motorino che sta decelerando in prossimità di un semaforo.

Un aereo che sta accelerando lungo una pista rettilinea allo scopo di decollare.
5. Quale delle seguenti affermazioni non è corretta per il secondo principio?

Il rapporto tra forza e accelerazione è costante.

La rappresentazione grafica della relazione accelerazione-forza è una retta.

La massa è data dal rapporto tra accelerazione e forza.

Se raddoppia la massa, a parità di accelerazione, la forza deve essere il doppio.
6. In base al secondo principio è corretto dire che:

la forza è la causa della velocità.

la forza è il prodotto della massa per la velocità.

l’accelerazione ha la stessa direzione e lo stesso verso della forza agente.

l’accelerazione è perpendicolare alla forza agente.
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La Prova
4. DOMANDE APERTE
1. Cosa si intende con l’affermazione: “Il primo principio è
un caso particolare del secondo?”. Sei d’accordo con
tale affermazione?
2. E’ vero che i principi della dinamica sono validi in tutti i
sistemi di riferimento?
3. E’ corretta l’affermazione: “Per il terzo principio, il
pavimento su cui sei in piedi esercita una forza su di
te”? Spiega.
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