le forze
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LE FORZE Cos’è una FORZA? All’idea di “forza” associamo istintivamente quella di “sforzo muscolare”. Se si applica una forza ad un corpo, questo si mette in movimento. La forza, quindi, è la causa del moto. Conoscere una forza Per identificare una forza è necessario conoscerne intensità (o modulo), direzione e verso. Le forze sono vettori. Per sapere poi come una forza agisce su un corpo è necessario specificare anche il punto di applicazione!! F G G Le forze sono VETTORI APPLICATI F F G In che modo le forze influenzano il moto? Prima di Galileo Fino ai primi anni del XVII secolo l’idea diffusa era che ci fosse un relazione di proporzionalità fra forza e velocità. F kv Più spingo un corpo più questo “va veloce”! Con Galileo Si comprende l’incoerenza di questa relazione: se il pallone è inizialmente fermo (v = 0) e dopo il calcio si muove (v = 90 km/h), vuol dire che la velocità cambia!! Si ha cioè un’accelerazione, ed è questa che è direttamente proporzionale alla forza applicata al pallone F ma I primi esperimenti IL PIANO INCLINATO La prima forza studiata da Galileo fu la più immediata: la forza di gravità. La tendenza di ogni corpo a cadere verso il centro della Terra si prestava molto bene alla formulazione di una relazione quantitativa fra forza ed accelerazione. R F’= 1/2 F F P P Diminuendo l’inclinazione del piano inclinato si può diminuire a piacere la forza diretta lungo il piano stesso, verificando che a forza dimezzata corrisponde accelerazione dimezzata. La legge oraria La legge oraria esprime lo spazio percorso dalla biglia lungo il piano inclinato in funzione del tempo impiegato. Galileo notò che raddoppiando il tempo la biglia percorreva distanza quadrupla. 1 2 s v0t at 2 PS.: Notate l’”orologio”! Che succede quando il piano inclinato “finisce”? Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato Ma questa è una composizione di moti! Moto dei proiettili secondo Aristotele e secondo Galileo Teoria dell’impetus: il moto è rettilineo finché non si esaurisce la spinta iniziale Combinazione di due moti indipendenti che dà origine a una curva di caduta parabolica Il grande passo di Newton La legge di gravitazione universale ? m1m2 F G0 2 r OSS1: Anche la pallina attrae la Terra! OSS2: Queste sono le stesse masse di prima? F ma m1m2 F G0 2 r Massa inerziale Masse gravitazionali Esempi di forze Forza elastica F k ( x x0 ) Forze di attrito Radente Volvente Viscoso R Forze vincolari F P La forza elettrica Verso la metà del Settecento si scoprì che i corpi potevano essere dotati di carica elettrica. Le cariche elettriche esercitavano fra di loro una forza che era attrattiva in caso di cariche di segno opposto e repulsiva in caso di cariche con segno uguale. Coulomb formulò la legge di interazione elettrostatica (detta “legge di Coulomb”) F k q1q2 r2 Notate la somiglianza con la legge di Newton F G0 m1m2 r2 Qual è la differenza? 1- Le cariche elettriche hanno due possibili segni 2- La forza elettrica è estremamente più intensa (e quindi più facilmente visibile) della forza gravitazionale. La forza magnetica Fino dall’antichità è noto che alcuni minerali (magnetite, Fe3O4) hanno la proprietà di attirarsi o respingersi nelle estremità. Anche la Terra esercita una coppia di forze su un aghetto magnetico (bussola). N S N S L’elettromagnetismo Già nella prima metà dell’Ottocento era oramai chiaro che forza elettrica e forza magnetica erano strettamente collegate: circuiti percorsi da corrente generavano forze magnetiche e calamite in movimento generavano forze elettriche. Elettricità e magnetismo vennero allora interpretate come due facce della stessa medaglia, l’elettromagnetismo. TUTTO QUI? NO! Piccole scale (Fisica Subatomica) ? Grandi scale (Astrofisica) ELETTROMAGNETISMO FORZA FORTE GRAVITA’ FORZA DEBOLE
