Principi della dinamica

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I principi della dinamica, o leggi di Newton, sono i tre risultati fondamentali su cui si basa l'intera teoria della dinamica.

Primo principio

È anche chiamato principio di inerzia, è studiato dalla dinamica ed è stato enunciato da Galileo Galilei e anche da Isaac Newton, due famosi scienziati.

Inerzia

Questo principio spiega la proprietà di un corpo di mantenere il proprio stato di moto o di quiete, finché una forza non ne cambia lo stato.

Attrito

L'attrito è la forza opposta a quella del moto, contrasta tutte le forze che subiscono i corpi. Di conseguenza, si può dire che senza attrito non sarebbe possibile il movimento.

Questo dipende da due cose.

Superficie

Si divide ancora in due parti.

Com'è la superficie e quanto è grande.

Tipo di superficie

Dipende dal tipo di superficie, se la superficie sulla quale si muove il corpo e molto ruvida, allora, questo corpo subirà un forte attrito, mentre le superfici più lisce avranno una minore resistenza sul moto del corpo.

Estensione della superficie

Semplicemente più è grande la superficie del corpo in movimento e maggiore è l'attrito.

Si parla di:

• attrito radente, quando un'intera superficie è a contato con il posto in cui si sposta, si tratta di attrito radente;
• attrito volvente, quando solo alcuni punti del corpo in movimento sono a contatto con la superficie.

Peso

Maggiore è il peso del corpo e maggiore è l'attrito, al contrario minore sarà il peso e minore sarà, anche, l'attrito.

Secondo principio

Il secondo principio riguarda forza, massa e accelerazione, le quali sono legate da una relazione detta Secondo Principio della Dinamica, noto anche come proporzionalità o di conservazione.

La formula per indicare è: "L'accelerazione di un corpo è direttamente proporzionale e ha la stessa direzione della forza agente su di esso, mentre invece è inversamente proporzionale alla sua massa"

$F=m\times a$

dove F sta per forza, m sta per massa e a per accelerazione.

• Se si mantiene costante la massa e si aumenta l'intensità della forza, l'accelerazione aumenta in proporzione: forza e accelerazione son direttamente proporzionali.

• Se si mantiene costante l'intensità della forza e si aumenta la massa, l'accelerazione diminuisce in proporzione: massa e accelerazione sono inversamente proporzionali.

• Se si mantiene costante l'accelerazione e si aumenta la massa, la forza deve aumentare in proporzione: forza e massa sono direttamente proporzionali.

Se un oggetto libero di muoversi accelera è perché una forza ha causato questa accelerazione. Se per esempio sto camminando e qualcuno da dietro mi spinge, subisco un' accelerazione a causa della forza con cui la persona mi ha spinto.

Il peso

Ci sono delle differenze tra la massa e il peso di un corpo. La massa è la quantità di materia posseduta in un corpo e la sua unità di misura è il kilogrammo-massa (Kg).

La forza con cui la terra attira a sè i corpi è detta forza di gravità, o forza di peso o semplicemente peso.

La relazione tra la massa, il peso e l'accelerazione di gravità è espressa con la formula:

$P=m\cdot g$

(Peso uguale a massa per accelerazione)

che deriva dalla formula della Dinamica, dove P sta per peso, m sta per massa e g per accelerazione di gravità.

L'unità di misura del peso è il Newton che si ricava dalla formula che esprime il secondo principio:

$1~{\text{N}}=1~{\text{Kg}}\cdot 1{\frac {\text{m}}{{\text{s}}^{2}}}$

Il Newton è l'unità di misura della forza cioè la forza che imprime a 1 Kg di massa un'accelerazione di 1 m al secondo quadrato.

Il valore dell'accelerazione di gravità sulla Terra può essere calcolato matematicamente usando la formula inversa:

$g={\frac {p}{m}}$

Terzo principio

Il terzo principio della dinamica è anche detto di azione e reazione.

Enunciato del principio

"Se un corpo X esercita una forza su un corpo Y, allora il corpo Y esercita su X una forza uguale e contraria."

Se per esempio noi spingiamo una molla, questa reagisce con la stessa forza con cui l’abbiamo spinta ma in verso opposto. In questo caso noi siamo la forza X e la molla è la forza Y. Le forze sono grandezze vettoriali.

La formula sarebbe: $F_{XY}=-F_{YX}$.

Dove per:

• F_XY si intende la forza che X esercita su Y

• F_YX si intende la forza che Y esercita su X

Bibliografia

• Scienze Focus

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