Principi della Dinamica

Introduzione

• Focus sui tre principi della dinamica
• Argomento affrontato solitamente al primo anno di scuole superiori o al terzo anno dei licei
• Importanza dell'inerzia e dei sistemi inerziali e non inerziali
• Lezione suddivisa in tre parti: definizioni, formulazioni matematiche, esempi e verifiche sperimentali

Primo Principio della Dinamica: Principio di Inerzia

Definizione

• Un oggetto è fermo o si muove a velocità costante se la somma delle forze su di esso è pari a zero.

Formulazione Matematica

• ( \sum_{i=1}^{n} F_i = 0 )_

Spiegazione

• Se la somma delle forze è zero, l'oggetto è fermo o si muove a velocità costante.
• Sommatore delle forze: simbolo compatto per rappresentare la somma di tutte le forze agenti su un corpo.

Esempi

1. Biglia su un piano orizzontale: Forze in gioco: forza peso e reazione vincolare.
2. Auto in movimento: Forze in gioco: forza peso, reazione vincolare, forza del motore e forza d'attrito. La somma delle forze è zero quando l’auto va a velocità costante.
3. Oggetto nello spazio: Nessuna forza agente, mantiene velocità costante.

Verifica Sperimentale

• Uso di un disco a ghiaccio secco per minimizzare l'attrito e mostrare il moto a velocità costante.

Secondo Principio della Dinamica: Legge Fondamentale

Definizione

• Un oggetto accelera o decelera se la somma delle forze su esso è diversa da zero.

Formulazione Matematica

• ( \sum_{i=1}^{n} F_i \neq 0 \rightarrow F = ma )_

Spiegazione

• La differenza di forza è uguale al prodotto della massa per l'accelerazione.
• Forza risultante determina l'accelerazione del corpo.

Esempi

1. Auto che accelera: Forza del motore supera la forza d'attrito, portando l'auto ad accelerare.
2. Carrello della spesa: Spinta iniziale seguita dalla decelerazione dovuta all'attrito.

Verifica Sperimentale

• Uso di un piano e carrucola per dimostrare l'accelerazione di un oggetto sotto una forza costante (peso).

Temi Complementari (non approfonditi)

• Sistemi inerziali e non inerziali
• Inerzia degli oggetti: qualità di mantenere lo stato di moto o di quiete

Queste note forniscono un riassunto dei concetti chiave dei primi due principi della dinamica, con esempi pratici e verifiche sperimentali utili per comprendere meglio le leggi del moto.