Dinamica

Materie:Appunti
Categoria:Fisica

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Testo

dinamica

➢ I° PRINCIPIO DELLA DINAMICA (PRINCIPIO DI INERZIA)
a) se la forza totale applicata su un punto materiale è uguale a zero, allora esso si muove a velocita costante.
b) Se un punto materiale si muove a velocità costante allora la forza totale che subisce è uguale a zero.
Esempio: un dischetto da hockey colpito da una mazza, percorrerà tutto il campo da gioco(rimanendo a contatto con il ghiaccio) senza essere rallentato i maniera significativa. Il ghiaccio esercita un attrito molto piccolo e date le dimensioni dell’oggetto l’attrito dell’aria è pressoché nullo

➢ SISTEMI DI RIFERIMENTO INERZIALI
Si dicono “inerziali” i sistemi dove vale il principio di inerzia o I° principio della dinamica.
I sistemi inerziali sono quei sistemi che si muovono di moto uniforme.
I sitemi non inerziali sono quei sistemi che subiscono una accelerazione.

➢ FORZE APPARENTI
Effetti che si avvertono in sistemi di riferimento non inerziali, in cui si rilevano accelerazioni le cui cause non sono reali
Esempio: Tutte le volte che si ha difficoltà a mantenere l’equilibrio sull’autobus, quando è in movimento, si sta avvertendo una forza apparente

➢ AZIONE DI UNA FORZA COSTANTE
In un sistema di riferimento inerziale, un corpo soggetto ad una forza costante(intensità,direzione,verso) si muove con accelerazione costante
N.B. quindi l’effetto di una forza è quello di far variare il vettore velocità

➢ MASSA INERZIALE
Studiando l’azione di una forza costante, si vede sperimentalmente che il rapporto tra intensità F della forza agente su un punto materiale e quella dell’accelerazione a che subisce è proprio la massa m del corpo

Quindi la massa si dice inerziale perché è una misura della resistenza che un certo corpo oppone al fatto di essere accelerato.
Esempio: una biglia che ha una piccola massa, può essere accelerata in maniera visibile dalla semplice forza di un dito. Per accelerare alla stessa maniera una palla da bowling occorre una forza più intensa.

➢ II° PRINCIPIO DELLA DINAMICA (LEGGE FONDAMENTALE DELLA DINAMICA)
L’accelerazione di un punto materiale è, in ogni istante, direttamente proporzionale alla forza applicata; fora e accelerazione hanno sempre lo stesso verso e la stessa direzione. La costante di proporzionalità è la massa del corpo.
F = m a
N.B. questa legge non è equivalente a ciò ricordato nella voce”massa inerziale” sull’azione di una forza costante: infatti essa ci dice che se la forza varia nel tempo anche l’accelerazione è variabile. Però, istante per istante F e a sono legati dalla legge F=ma

➢ PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE DELLE FORZE
Due o più forze che agiscono contemporaneamente sullo stesso punto materiale provocano su di esso la stessa accelerazione che verrebbe causata da una sola forza FTOT eguale alla loro somma vettoriale. Quindi l’accelerazione a del punto materiale e data dalla formula:

FTOT = m a
➢ NEWTON
Il simbolo è N, una forza di intensità di 1N se imprime ad un corpo di massa 1Kg una accelerazione di 1 m/s2

➢ III° PRINCIPIO DELLA DINAMICA (PRINCIPIO DI AZIONE E REAZIONE)
Quando un oggetto A esercita una forza su B, anche B esercita una forza su A. Le due forze hanno la stessa intensità e direzione e versi opposti:

F di A su B = -F di B su A

➢ N.B. Se la forza esercitata da A su B non corrisponda una forza di eguale intensità esercitata da B su A, potremmo CADUTA LIBERA
È il moto a cui è soggetto un corpo che cade sotto l’effetto di una fora - peso,e se possibile trascurare l’attrito con l’aria.
Esempio: una pallina che cade dalla mano, con buona approssimazione è in moto di caduta libera. Mentre per quanto riguarda una foglia l’attrito è fondamentale, infatti il suo moto è molto diverso dalla caduta libera

➢ FORZA-PESO
La fora-peso o peso che agisce su un corpo di massa m è data dalla formula
P = mg
N.B. quindi la forza peso di un corpo è direttamente proporzionale alla sua massa

➢ ACCELERAZIONE DI GRAVITA’
È l’accelerazione vettoriale a cui sono soggetti i corpi su cui agisce la forza peso.
In una certa zona dello spazio uguale per tutti i corpi, mentre sulla terra è rivolta “verso il basso” il suo modulo varia con la posizione geografica e con l’altezza rispetto al suolo.
N.B. Il valore medio di g sulla superficie terrestre è di 9.81 m/s2 ai poli diventa 9.832 m/s2 mentre all’equatore diventa 9.780 m/s2.

➢ MOTO SU UN PIANO INCLINATO
Un punto material scivola lungo un piano inclinati di lunghezza l e di altezza h con una accelerazione che ha modulo:

N.B. Se il rapporto h/l tende allo zero il piano è poco inclinato quindi il punto materiale accelera più lentamente. al contrario se il rapporto tra h/l è prossimo all’1 il modulo di a si avvicina al modulo di g.

➢ MOTO DI UN PROIETTILE
È il risultato della composizione di due moti contemporanei: 1) rettilineo ed uniforme in direzione orizzontale 2)rettilineo uniformemente accelerato( con a di modulo di g) in direzione verticale. Ne segue che la traiettoria del proiettile è di tipo parabolico.
N.B. possibile studiare le varie forme della traiettoria al variare dell’angolo di partenza lanciando uno oggetto piuttosto piccolo.

➢ GITTATA
È la distanza tra il punto in cui viene lanciato il proiettile e il punto in cui esso ritorna al suolo
N.B. all’aumentare dell’angolo α formato con il terreno, dapprima la gittata aumenta, ha un massimo quando α è uguale a 45° e poi ritorna a diminuire fino a diventare zero quando il proiettile è lanciato verso l’alto.

➢ IL MOTO DEI SATELLITI
Un proiettile lanciato al di fuori dell’atmosfera in direzione orizzontale con velocità sufficiente, non ricade più al suolo ma descrive un’orbita intorno alla terra descrivendo un’orbita ellittica.
Traiettoria iperbolica: traiettoria lungo cui si all’lontana u proiettile lanciato con una velocità sufficiente a far allontanare indefinitamente dal pianeta da cui è partito;
Traiettoria parabolica: traiettoria che separa le infinite possibili orbite ellittiche dalle infinite traiettorie iperboliche. Viene descritto da un proiettile con velocità minima a non farlo ricadere dal pianeta da cui è partito
➢ FORZA CENTRIPETA
È la forza che mantiene un corpo di massa m di moto circolare su una circonferenza di raggio r con velocità scalare costante v (cioè con velocità angolare ω = v/r) è diretta verso il centro della traiettoria circolare e ha modulo

Esempi: la forza centripeta è data per una macchina in curva dall’attrito dei pneumatici sull’asfalto, per la luna da forza di gravità, per un sasso che ruota legato ad una corda dalla trazione della corda…

➢ FORZA CENTRIFUGA
È la forza apparente che avvertiamo se ci troviamo in un sistema di riferimento in rotazione (sistema di riferimento non inerziale)

➢ FORZA ELASTICA E COSTANTE ELASTICA
La forza F esercitata da una molla compressa o allungata è direttamente proporzionale all’entità x della deformazione ma ha verso opposto
F = kx
k è una costante caratteristica di ogni molla che esprime quanto essa sia facile o difficile da deformare, si misura in N/m
(k piccolo facile da deformare. k grande difficile da deformare).

➢ OSCILLAZIONI DI UNA MOLLA
Un corpo soggetto alla forza elastica si muove di moto armonico il periodo di oscillazione è:

percuotere con un pugno una parete di acciaio senza sentire alcun dolore.

Esempio