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LE FORZE
I PRINCIPI DELLA DINAMICA
ORIGINE E SIGNIFICATO DELLA PAROLA
dinamica
deriva dal greco dinamis e significa
"forza"
È una branca della meccanica classica
che si occupa della relazione tra il
moto e le sue cause, cioè degli effetti
delle forze sul moto dei corpi.
Meccanica = studio che in
fisica si fa del movimento e
dell'equilibrio dei corpi in
rapporto a forze.
La FORZA è tutto ciò che determina (qualunque causa esterna) il cambiamento
dello stato di quiete o di moto di un corpo o la sua deformazione.
 Forza che modifica la velocità di un sasso
 arco che si incurva per lo sforzo dell’atleta
 la deformazione del pallone da calcio quando colpito
 una molla che si incurva per azione di un peso
 mette in moto il corpo, ne causa l’arresto o l’accelerazione o la decelerazione
Lo strumento che si utilizza per misurare la FORZA si chiama
DINAMOMETRO
FUNZIONAMENTO DEL DINAMOMETRO: la molla si allunga
in proporzione alla forza applicata.
C’è una scala graduata che mi indica il valore della forza.
L’unità di misura della forza è il NEWTON (N)
Il Newton viene definito come la forza capace di imprimere
ad un corpo di massa 1 kg una accelerazione di 1 m/s²
1N= 1kg x 1m/s2
Se conosco la massa di un corpo per trovare la sua forza peso dovrò fare:
massa x 9,8
A volte un corpo al quale applichi una forza non è libero di muoversi ...
Non puoi avere un effetto dinamico (movimento) ma avrai un effetto statico 
una deformazione
Questa deformazione cambia in base alla
superficie di appoggio.
Più superficie c’è e meno deformazione avremo.
Per quanto detto le FORZE hanno quindi 2 effetti:
 statico: quando provoca delle deformazioni nel corpo su cui agisce e, al limite, la rottura;
 dinamico: quando provoca una variazione nello stato di quiete o di moto del corpo su cui agisce.
Le FORZE agiscono essenzialmente in 2 modi:
 a contatto: ad esempio l’attrito;
 a distanza: ad esempio la forza gravitazionale.
Per spiegare come agisce una FORZA non basta sapere quanto è grande cioè sapere la sua
intensità espressa in Newton
Dovrò anche conoscere:
 il suo punto di applicazione
 La linea di azione, cioè la sua direzione
 il verso in cui agisce (cioè «verso quale estremità della direzione si esercita la forza)
Quando una forza richiede queste informazioni per essere descritta si chiama
Grandezza Vettoriale
I vettori
Un vettore è un segmento orientato, ha cioè una freccia ad una estremità
Verso
Punto di applicazione
VETTORE
Intensità o modulo
L’intensità o modulo è la lunghezza del segmento
Direzione
COMPOSIZIONE DI FORZE
Cosa succede se a un corpo applichiamo più forze??
Devo sommare i vari effetti delle forze e trovare la forza totale,
detta RISULTANTE (forza complessiva).
Possono verificarsi diversi casi
A. Applico forze con la stessa direzione e lo stesso verso
RISULTANTE
•la direzione rimane quella delle forze di partenza
• il verso rimane quello delle forze di partenza
• l’intensità è data dalla somma delle due intensità
delle forze iniziali
FORZA 1 = F1
FORZA 2 = F2
RISULTANTE = R = F1 + F2
B. Applico forze con la stessa direzione ma con verso opposto e intensità diversa
FORZA 1 = F1
FORZA 2 = F2
F1
F2
RISULTANTE
•la direzione rimane quella delle forze di partenza
• il verso sarà quello della forza iniziale maggiore
• l’intensità è data dalla differenza tra le due
intensità delle forze iniziali
RISULTANTE = R = F1- F2
C. Applico forze con la stessa direzione, con verso opposto ma intensità uguale
F2
F1
F2
=
F1
RISULTANTE = 0
Se la risultante è nulla il corpo si trova in EQUILIBRIO.
D. Applico forze che hanno direzione e verso opposte
FORZA 1 = F1
FORZA 2 = F2
FORZA 1 = F1
RISULTANTE =R=F1 + F2
FORZA 2 = F2
RISULTANTE
Devo applicare la regola del
PARALLELOGRAMMA, cioè costruire un
parallelogramma che abbia per lati le due
forze. La risultante sarà rappresentata dalla
diagonale del parallelogramma(vettore della
forza applicata sulla botte).
Che tipo di forze conosciamo?
• La forza di gravità
• La forza d’attrito
• La forza elastica
La forza di gravità: la Forza Peso
NEWTON
La FORZA PESO è la forza con cui la Terra attrae i corpi a sé.
La FORZA DI GRAVITÀ è la forza esercitata dalla Terra sui corpi,
diretta verticalmente verso il proprio centro
Il peso di un corpo è la misura della forza con cui è attratto dalla gravità terrestre
La FORZA PESO ha un modulo direttamente proporzionale alla massa
del corpo, è applicata nel baricentro del corpo, è diretta lungo la
congiungente del corpo con il centro della Terra ed è orientata verso
il centro della Terra.
La forza d’attrito
L’attrito è una forza che si oppone (“resistenza”) al movimento e si
manifesta quando un corpo striscia o rotola su di un altro
ESEMPIO:
se diamo una spinta, sufficientemente forte, ad un corpo su un altro (ad esempio
un libro su un tavolo) questo si muove e dopo un po’, se si smette di applicare la
forza, si ferma.
CARATTERISTICHE DELLA FORZA D’ATTRITO
 è una forza che si esplica “a contatto”;
 è direttamente proporzionale alla componente della forza peso
ortogonale alla superficie di contatto;
 dipende dal peso del corpo che si intende spostare
 dipende dalla dimensione della superficie di contatto;
 dipende dalla natura della superficie di contatto, dal grado di
levigatezza dei materiali a contatto;
 è più difficile mettere in moto un corpo che non mantenerlo in
movimento.
Tipologie di attrito
ATTRITO STATICO: interviene quando il corpo è in quiete e deve essere “messo in moto”.
La forza di attrito statico, che una superficie esercita su un corpo che si
trova appoggiato su di essa, è la minima forza che bisogna applicare al
corpo perché esso si metta in moto.
ATTRITO DINAMICO: interviene quando il corpo è già in movimento.
I principi della dinamica
DINAMICA
La dinamica è la parte della fisica (meccanica) che studia le
cause dei movimenti dei corpi, per effetto delle forze che
agiscono su di essi.
La cinematica studiava il movimento dei corpi  la velocità,
l’accelerazione le traiettorie ma non le cause del movimento
Ci sono 3 principi fondamentali della dinamica che spiegano le cause del movimento dei corpi
Il 1° è stato enunciato da Galileo Galilei
Il 2° e 3° da Isaac Newton
LA DINAMICA
 Si basa su due concetti:
la MASSA che, indicativamente, è la quantità di
materia di un corpo
la FORZA che è la causa responsabile dei cambiamenti
di moto o di quiete di un corpo
 e tre Leggi fondamentali che legano tali grandezze
allo spostamento, alla velocità e all’accelerazione
 MASSA
rappresenta la “resistenza” o “inerzia” dei corpi al cambiamento
del moto: resistenza al mettere in moto, fermare, far cambiare
direzione.
 indicativamente, è la quantità di materia di un corpo e, nel sistema
S I, si misura in kg.
 FORZA, spinta o trazione,
è la causa del cambiamento del moto dei corpi.
 Poiché i suoi effetti non dipendono solo dall’intensità,
ma anche dalla direzione e dal verso è una Grandezza
Vettoriale
nel S. I. si misura in newton
F
F
F
3 PRINCIPI DELLA DINAMICA
• 1° PRINCIPIO o principio di inerzia
• 2° PRINCIPIO o legge fondamentale della dinamica
• 3° PRINCIPIO o principio di azione e reazione
IL PRIMO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
Si basa sul fatto che sia i corpi fermi sia i corpi in moto
tendono a rimanere nello stato in cui si trovano
la tendenza di un corpo a mantenere il proprio stato di quiete o
di moto in assenza di forze applicate si chiama INERZIA
Primo principio della dinamica
PRINCIPIO DI INERZIA
ogni corpo mantiene il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme
finché non interviene una forza in grado di modificare tale stato
Possiamo enunciare la I legge in questo modo:
1° Legge Un corpo su cui non agisce nessuna forza esterna o su
cui la risultante delle forze esterne è zero, o è in quiete o si
muove di moto rettilineo uniforme.
Fris = 0  a = 0
• Ogni volta che un corpo subisce un cambiamento della velocità
è soggetto all’azione di una forza:
una forza quindi è ogni azione capace di modificare il moto di un
corpo, cioè di produrre un’accelerazione.
 Quindi:
lo “stato naturale di moto ” di un corpo è il moto
rettilineo uniforme o la quiete.
 Il primo principio è quindi un criterio per riconoscere
se su un corpo agisce o meno una forza
IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
L’accelerazione che un corpo subisce se sottoposto a una forza
è direttamente proporzionale (crescono insieme) alla forza
stessa e inversamente proporzionale (una cresce e l’altra
diminuisce) alla sua massa
F=m∙a
COSA SIGNIFICA ????
 II Legge (legge fondamentale della dinamica)
La forza che agisce su un corpo lo accelera in modo che
F ris  m  a
“Se una forza produce un movimento qualsiasi, una forza doppia
della prima produrrà un movimento doppio e una forza tripla un
movimento triplo, sia che sia stata impressa in una sola volta o
poco a poco e successivamente, e poiché questo movimento si
determina sempre dalla stessa parte della forza generatrice,
Se applico una forza ad un corpo questa produce una certa accelerazione nel
corpo
Se applico una forza doppia o tripla questa produce sul corpo un’accelerazione
doppia o tripla
Se due grandezze crescono allo stesso modo si dice che sono direttamente
proporzionali
Quindi possiamo dire che la forza F applicata ad un corpo di massa m gli
imprime un’accelerazione che è direttamente proporzionale alla forza stessa
Ma è anche vero che una stessa forza produce su corpi con masse differenti
accelerazioni differenti:
maggiore è la massa minore è l’accelerazione
Secondo principio della dinamica:
la legge di Newton
Una forza F applicata a un corpo di massa m produce un’accelerazione a che cresce al
crescere della forza applicata e diminuisce al crescere della massa del corpo
Forza= massa x accelerazione
F= m x a
𝐅
=m
𝐚
a=
𝐅
𝐦
Le unità di misura sono per
F  Newton
m Kg
a m/s2
Esempio:
se una forza di 24 Newton produce su un corpo un’accelerazione di 4 m/s2,
la massa del corpo è 24/4 = 6 kg
Con il secondo principio della dinamica posso calcolare il peso:
Alla formula F= m x a
P= m x g
sostituisco
P  è il peso di un corpo che è una misura della forza di gravità che agisce su esso
a  al suo posto scriviamo g , simbolo dell’accelerazione di gravità = 9.8 m/s2
IL TERZO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
Ad ogni forza che agisce su un corpo, AZIONE,
corrisponde sempre un’altra forza uguale e contraria,
REAZIONE.
Esempi
• Il rinculo del fucile dopo aver sparato:
quando c’è lo sparo non è solo il proiettile a subire un
accelerazione ma anche il fucile e quindi la spalla su cui
è appoggiato (verso opposto)
• Quando si calcia con forza un pallone:
l’accelerazione subita dal pallone è maggiore
dell’accelerazione subita
dal piede del calciatore.
 III Legge (Principio di azione e reazione)
Quando due corpi interagiscono (in qualunque modo)
si scambiano una forza,
la forza che il primo corpo esercita sul secondo F2 è opposta
alla forza che il secondo esercita sul primo F1
• La forza F che il martello esercita sulla biglia determinerà la
comparsa di una forza opposta – F che la biglia eserciterà sul
martello.
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ALTRI ESEMPI