La dinamica

LA DINAMICA

La dinamica vienre definita come  quella parte della fisica che si interessa del perchè un corpo si muove.

FORZE:

gravità

elettrodeboli(elettromagnetismo + nucleare debole)

nucleare forte

I 3 PRINCIPI

1° principio della dinamica(detto anche principio di inerzia):un corpo tende a conservare la propria velocità viaggiando di moto rettilineo uniforme:

se è in quiete tende a rimanere in quiete,se è in movimento tende a mantenere quella velocità;la forza è proprio la causa che varia la velocità di quel corpo.

[soperto da Galileo]

2° principio della dinamica:l' accelerazione di um corpo a cui è applicata una forza è proporzionale  alla forza stessa ,ma inversamente alla massa del corpo, da cui la nota legge:

F= ma

da questo principio si ricava anche la definizione dell' unità di misura(il Newton):e cioè la forza applicata ad un corpo di massa 1kg per farlo accelerare di 1 m al secondo quadrato.

massa:la massa è invece definita come la quantità di materia di un corpo ,ed è distinta dal peso.

peso:il peso è infatti una forza,e in quanto tale si misura in N:è propriamente la forza  che la Terra esercita su di noi(altrimenti detta forza di gravità) ed è definito da:

P=mg

potremmo quindi concludere dicendo che la definizione'qualitativa' di inerzia è data dal 1° principio; quella 'quantitativa' è espressa dalla massa inerziale cioè    M=F/a

3°principio della dinamica:ad ogni azione corrisponde una reazione uguale(in modulo) e contraria(in verso).

N.B.:le due forze,essendo applicate a corpi diversi ,non si annullano.

LEGGE DI HOOKE(riguardante le molle):

l'allungamento di una molla in tensione è direttamente proporzionale alla forza applicata:          F=kl

dove k è una cost. propria della molla ,detta elastica, la cui unità di misura nel SI è N/m .Seguendo il 3° principio della dinamica la reazione a F è detta Fel(forza elastica di richiamo) ed è definita da          

Fel= -kl.(meno a causa della direzione opposta)

PIANO INCLINATO:

il piano inclinato è un vincolo, cioè un corpo che limita le possibili direzioni del moto del corpo interessato.

Venga posto un corpo posto su di un piano inclinato idealmente privo di attrito(che si tratterà in seguito):sul corpo di massa m agiranno cosi' due forze:la forza peso(perpendicolare al terreno) e la reazione vincolare che senza attrito è perpendicolare al vincolo stesso.

Scomponendo successivamente il peso nelle sue componenti Px ePy secondo un opportuno sistema di assi cartesiani si potrà notare che la reazione vincolare e Py siano vettori opposti e quindi si annullano;per tanto l' unica forza agente su m è Px, e l' accelerazione con cui il corpo scenderà è Ax, che è uguale a

Ax=gh/l

dove g è l' accelerazione di gravità,h l' altezza del piano e l la sua lunghezza:la formula si ricava dalla proporzione P:Px = l:h    da cui Px = Ph/l cioè

Px = mgh/l e per 2° principio della dinamica Px(una forza) = m Ax(cioè gh/l).

CONSIDERAZIONI:

Ax < g perchè    h/l < 0(cateto/ipotenusa)

la velocità finale del corpo non dipende dalla lunghezza del piano, ma dalla sua altezza.E' infatti data dalla radice quadrata di   2gh

la velocità finale sarebbe la stessa anche in caduta libera(aumenterebbe solo la accelerazione.

FORZE NEL MOTO CIRCOLARE:

Per il principio di inerzia il corpo tenderebbe a viaggiare di moto rettilineo uniforme, e quindi a 'partire' per la tangnte;il corpo è quindi soggetto ad una forza ,detta CENTRIPETA,che ha la medesima direzione dell'accelerazione centripeta.ù

Fc = ma

dove a è l'accelerazione centripeta che puo' anche essere scritta come  Ac = v(elevata al quadrato)/r(raggio) oppure come velocità angolare al quadrato per il raggio.

ATTRITO:

l' attrito è la forza che si oppone al moto del corpo, ed è sempre parallelo alla superficie d' appoggio.

Viene distinto in ATTRITO STATICO e ATTRITO CINETICO.

L'attrito statico è definito dalla disugualianza    

Ast <= k Fn

dove k e un coefficiente di attrito e Fn la forza normale o perpendicolare alla superficie.(k Fn indica l' attrito max).

L'attrito cineticoè invece uguale a      Acinetico = c Fn

(c = coefficiente di attrito ,ma diverso dal k precedente)

CONSIDERAZIONI:

l' attrito statico è sempre < dell'attrito cinetico(in quanto c < k)

non dipende dalla lunghezza del contatto ,nè dalla velocità del corpo

dipende invece dall'irregolarità del suolo.