LE FORZE

IL MOTO dei
CORPI
Automobile in corsa
Volo di un gabbiano
Sole
MOTO
Treno in movimento
Passeggero in
aereo
Acqua dei fiumi
Alberi
Libro sul banco
Sole
QUIETE
Treno in stazione
Passeggero in
aereo
Acqua nella bottiglia
MA SIETE PROPRIO
SICURI????
SISTEMA DI RIFERIMENTO
CORPO in QUIETE
se la sua posizione
non cambia nel tempo
CORPO in MOTO
se la sua posizione
cambia nel tempo
TERRA: pur muovendosi, noi
siamo fermi rispetto ad essa
ELEMENTI CARATTERISTICI DEL MOTO
DIREZIONE
TRAIETTORIA
VERSO
LUNGHEZZA
SPAZIO percorso (s):lunghezza spostamento
metro
Grandezza
vettoriale
TEMPO impiegato (t): durata spostamento
Grandezza
scalare
VELOCITA’:
Grandezza
derivata
s
t
secondo
TIPI DI MOTO
VELOCITA’ COSTANTE
VELOCITA’ VARIABILE
MOTO UNIFORME
MOTO VARIO
RETTILINEO
CIRCOLARE
ACCELERATO
ACCELERAZIONE: variazione
di velocità in un certo
intervallo di tempo
VELOCITA’
ISTANTANEA VELOCITA’ MEDIA
TIPI DI MOTO
TRAIETTORIA RETTILINEA
TRAIETTORIA NON RETTILINEA
MOTO
RETTILINEO
UNIFORME
MOTO
UNIFORMEMENTE
ACCELERATO
MOTO
CURVILINEO
v costante
a costante
v media
S=vt
Vf - Vi
a= ____
tf - ti
S
Vm= ____
tf - ti
MOTO RETTILINEO UNIFORME
s = v t
LEGGE ORARIA
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA
ASSE CARTESIANO
Moto rettilineo uniforme
250
200
200
spazio
160
150
120
100
80
50
0
SEMIRETTE USCENTI
DALL’ORIGINE DEGLI ASSI
0
0
40
12
4
4
48
16
60
24
8
36
12
8
12
16
20
tempo
20
s & t: grandezze direttamente
proporzionali
MOTO UNIFORMEMEMTE ACCELERATO
Vf - Vi
a= ____
tf - ti
a costante
s= ½ a t2
LEGGE ORARIA
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA
ASSE CARTESIANO
Moto uniformemente accelerato
spazio
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1250
RAMI DI PARABOLA USCENTI
DALL’ORIGINE DEGLI ASSI
800
450
0
0
50
20
8
5
200
80
32
10
tempo
500
180
72
320
128
200
15
20
25
La distanza percorsa è
direttamente proporzionale al
quadrato del tempo
ESEMPIO DI MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
Galileo Galilei
CADUTA LIBERA DEI CORPI
Se si lascia cadere, nel vuoto, un corpo da una certa
altezza, questo inizia a cadere con una velocità iniziale pari
a 0, la quale aumenta in modo uniforme nel corso della
caduta (9,8 m/s ogni secondo) e raggiuge al suolo il suo
valore massimo.
ACCELERAZIONE DI GRAVITA’ g
s= ½ 9,8 t2
ARIA?
MOTO VARIO
S
Vm= ____
tf - ti
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA
ASSE CARTESIANO
spazio
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Moto vario
1250
LINEA BLU: MOTO VARIO
920
LINEA GIALLA: VELOCITA’
MEDIA
640
0
0
210
50
5
420
300
400
60
10
tempo
15
20
25
LE FORZE
muscolare
(spinta)
elettrostatica
attrito
(palloncini)
(aria, acqua, asfalto…)
FORZE
magnetica
centrifuga
centripeta
(giostre, curve in auto…)
http://www.youtube.com/watch?v=fyJtiF8aQgI
(calamite)
Forza di
Archimede
(barche…)
http://www.youtube.com/watch?v=OEFCUqMNt1M
gravitazionale
(caduta dei gravi)
LA FORZA E’ TUTTO CIO’ CHE
PROVOCA UN CAMBIAMENTO NELLO
STATO FISICO DI UN CORPO
EFFETTO
DINAMICO
MODIFICA
DELLO STATO
DI QUIETE O
DI MOTO
EFFETTO
STATICO
DI DEFORMAZIONE
LE FORZE SONO GRANDEZZE
VETTORIALI
Indicate con una freccia
orientata nello spazio
Direzione
Punto di applicazione
Verso
F
INTENSITA’; valore della forza, lunghezza
della freccia (rispetto ad un’unità di misura)
PUNTO DI APPLICAZIONE; è il punto dal
quale parte la freccia
DIREZIONE; retta lungo la quale giace la
freccia. VERSO, punta della freccia
FORZE
UNITA’ DI MISURA
NEWTON (N)
È quella forza capace di
imprimere ad un corpo di
massa 1 Kg l’accelerazione
di 1m/sec2
(cioè
fa
aumentare
ogni
secondo la sua velocità di 1
m/s )
CHILOGRAMMO
PESO (Kgp)
È
quella
forza
capace
di
imprimere ad un corpo di massa 1
Kg l’accelerazione di 9,8m/sec2
(cioè fa aumentare ogni secondo la
sua velocità di 9,8 m/s ). 1Kgp=10N
PESO
Forza che agisce tra 2 corpi (Terra) per effetto della
gravità (corpo di massa 1kg subisce una forza pari a 9,8N)
DINAMOMETRO
• MOLLA che scorre all’interno di un
• CILINDRO METALLICO graduato
• GANCETTO ad un’estremità a cui si applica
la forza
COMPOSIZIONE
DI FORZE
COSA SUCCEDE AD UN CORPO SE
APPLICHIAMO DUE O PIU’ FORZE
CONTEMPORANEAMENTE?
AGISCONO COME SE A QUEL CORPO FOSSE APPLICATA
UN’UNICA FORZA
COMPONENTE 1 + COMPONENTE 2
Composizione
RISULTANTE
CASO 1
LE FORZE HANNO LA STESSA DIREZIONE
E STESSO VERSO E STESSO PUNTO DI
APPLICAZIONE
CASO 1
LA FORZA RISULTANTE AVRA’ LA STESSA
DIREZIONE, LO STESSO VERSO, LO STESSO PUNTO
DI APPLICAZIONE E INTENSITA’ PARI ALLA SOMMA
DELLE INTENSITA’ DELLE FORZE COMPONENTI
CASO 2
LE FORZE HANNO LA STESSA DIREZIONE
E VERSO OPPOSTO E STESSO PUNTO DI
APPLICAZIONE
CASO 2
LA FORZA RISULTANTE AVRA’ LA STESSA DIREZIONE, LO
STESSO PUNTO DI APPLICAZIONE, VERSO DELLA FORZA
DI INTENSITA’ MAGGIORE E INTENSITA’ PARI ALLA
DIFFERENZA DELLE INTENSITA’ DELLE FORZE
COMPONENTI
CASO 3
LE FORZE HANNO DIREZIONE
DIVERSA E
STESSO PUNTO DI APPLICAZIONE
CASO 3
LA FORZA RISULTANTE SI OTTERRA’ CON
LA REGOLA DEL PARALLELOGRAMMO
CONDIZIONE DI EQUILIBRIO
UN CORPO E’ IN EQUILIBRIO QUANDO LA
RISULTANTE DI TUTTE LE FORZE CHE AGISCONO SU
DI ESSO E’ NULLA
LA DINAMICA
E’ QUELLA PARTE DELLA FISICA
CHE SI OCCUPA DI SPIEGARE
PERCHE’ GLI OGGETTI SI
MUOVONO
LE LEGGI FONDAMENTALI
DELLA DINAMICA FURONO
SCOPERTE NEL XII SECOLO
DALLO SCIENZIATO INGLESE
ISAC NEWTON
PRIMO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
O PRINCIPIO DI INERZIA
UN CORPO MANTIENE IL SUO STATO DI
QUIETE O DI MOTO RETTILINEO UNIFORME SE
NON INTERVIENE UNA FORZA ESTERNA A
MODIFICARLO
ESEMPI
• BICICLETTA FERMA, INIZI A PEDALARE
• PALLONE FERMO PER RIGORE….
• SEI FERMO IN AUTO E IL GUIDATORE PARTE…
• STAI VIAGGIANDO IN AUTO E IL GUIDATORE FRENA…
• STAI VIAGGIANDO IN AUTO E IL GUIDATORE CURVA…
• STAI VIAGGIANDO IN BICI E VAI CONTRO UN
OSTACOLO…
NELLA NATURA CHE CI CIRCONDA
CHI IMPEDISCE AD UN CORPO DI
MANTENERE IL SUO STATO DI
MOTO RETTILINEO UNIFORME?
FORZE DI ATTRITO
FORZE CHE DERIVANO DAGLI URTI CHE UN CORPO SUBISCE DA PARTE DELLE
MATERIA CHE INCONTRA NEL SUO CAMMINO. HANNO SEMPRE LA STESSA
DIREZIONE DEL MOTO MA VERSO OPPOSTO.
L’intensitò delle FORZE DI ATTRITO dipende da:
TIPO DI MATERIALE
DA QUANTO SONO RUVIDE
DALLA FORZA CHE LE PREME L’UNA CON L’ALTRA
di SUPERFICI
di CONTATTO
ATTRITO RADENTE
ATTRITO VOLVENTE
ATTRITO VISCOSO
ATTRITO RADENTE: attrito di un corpo che striscia su
una superficie.
ATTRITO VOLVENTE: attrito di un corpo che rotola su
una superficie (invenzione ruota!)
ATTRITO VISCOSO: attrito esercitato dall’aria e
dall’acqua.
ATTRITO VOLVENTE è minore dell’ATTRITO RADENTE
INVENZIONE RUOTA!!
ATTRITO VISCOSO
DA SFUTTARE: pneumatici con
grosse fessure di forma particolare
che, in caso di pioggia o neve,
aumentano l’attrito sull’asfalto e
quindi la stabilità del mezzo.
DA CONTRASTARE: riduzione delle
superfici che per prime incontrano
l’aria o l’acqua:
 STRUTTURE AERODINAMICHE /
IDRODINAMICHE
 GRUPPO DI CICLISTI: il primo
«taglia l’aria» a chi sta dietro
 FORMA degli SCI e MATERIALI
delle TUTE diminuiscono attrito
aria
SECONDO PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
F=mxa
Forza
massa
accelerazione
𝑭=𝒎∙𝒂
F e a sono grandezze direttamente proporzionali
𝒂=
𝑭
𝒎
a e m sono grandezze inversamente proporzionali
m=
𝑭
𝒂
TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
«PRINCIPIO DI AZIONE
REAZIONE»
ESEMPI
• PALLONCINO – RAZZO
• TUFFO DAL CANOTTO
• FORZA CENTRIFUGA (vedi scheda)
• Lancio del giavellotto
• Automobile in curva