Leggi di Newton e Forza

Overview

Lezione introduttiva sulla dinamica del punto materiale, il concetto di forza e le tre leggi di Newton.

Concetto di Forza e Dinamica

• La dinamica studia le cause che determinano il moto dei corpi.
• La forza è la grandezza che esprime e misura l'interazione tra sistemi fisici.
• Esiste una relazione tra forza e stato di moto descritta dalle leggi di Newton.

Prima Legge di Newton: Principio di Inerzia

• Se la somma delle forze su un corpo è nulla, il corpo resta fermo o si muove di moto rettilineo uniforme.
• Prima di Galileo e Newton, si pensava che un corpo fermo rimanesse tale senza l'azione di forze esterne.
• Galileo dimostra che in assenza di attrito un corpo continua a muoversi senza bisogno di ulteriori forze.
• L’inerzia è la proprietà di un corpo di preservare il suo stato di moto fino all’azione di una forza esterna.

Seconda Legge di Newton: Principio di Proporzionalità

• La forza applicata a un corpo è uguale al prodotto tra massa e accelerazione: F = m × a.
• Forza e accelerazione sono vettori con stessa direzione e verso.
• Se si raddoppia la forza, raddoppia anche l’accelerazione.
• L’accelerazione è inversamente proporzionale alla massa: a = F / m.
• La massa inerziale misura la resistenza di un corpo a cambiare il proprio stato di moto.
• Se una stessa forza agisce su masse diverse, le accelerazioni sono inversamente proporzionali alle masse.
• Le componenti della forza agiscono indipendentemente sugli assi cartesiani.

Terza Legge di Newton: Principio di Azione e Reazione

• A ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria: FAB = −FBA.
• Le forze agiscono sempre in coppie, con stessa direzione e modulo ma verso opposto.
• Nessuna forza si genera isolatamente.

Unità di Misura

• La forza si misura in newton (N): 1 N = 1 kg × 1 m/s².
• La massa si misura in chilogrammi (kg).
• L'accelerazione si misura in metri al secondo quadrato (m/s²).

Key Terms & Definitions

• Forza — Interazione che modifica lo stato di moto di un corpo.
• Inerzia — Proprietà di un corpo di opporsi alla variazione del proprio stato di moto.
• Massa inerziale — Quantità che misura la resistenza di un corpo alle variazioni di velocità.
• Newton (N) — Unità di misura della forza.

Action Items / Next Steps

• Consultare l’articolo indicato sulla forza e le leggi di Newton.
• Rivedere le formule F = m × a, a = F / m, m = F / a.
• Approfondire la dinamica con esercizi e letture consigliate nel corso.