PROVIAMO E RIPROVIAMO

Le forze e il movimento

C. Urtato

Che cos’è una forza?

• In fisica una forza è tutto ciò che produce un cambiamento nello stato di un corpo a cui viene applicata. Si rappresenta con un vettore, cioè una freccia orientata nello spazio, che viene descritta da:

• Punto di applicazione• Direzione• Intensità• Verso

Come si misura una forza?

L’unità di misura di una forza è il Newton: 1N è la forza che, applicata ad un corpo di massa 1 Kg, faaumentare la sua velocità di 1 m al secondo.Lo strumento che si usa è il dinamometro, costituito da un cilindro metallico nel cui interno scorre una molla fornita di un gancetto al quale si applica la forza.L’allungamento della molla è direttamente proporzionale all’intensità della forza.

Composizione di forze

• Le forze hanno la stessa direzione e lo stesso verso e sono applicate ad un corpo nello stesso punto:

• La loro risultante ha uguale verso e direzione e come intensità la somma delle intensità delle singole forze

Composizione di forze

• Le forze hanno la stessa direzione ma verso opposto e sono applicate ad un corpo nello stesso punto:

• La loro risultante ha uguale direzione,intensità pari alla differenza delle singole intensità e verso concorde con quello della forza maggiore

Composizione di forze

• Le forze hanno lo stesso punto di applicazione, ma direzione e verso diversi. Per trovare la loro risultante si usa la “regola del parallelogramma”

I principi della dinamica

• 1°: Un corpo mantiene il suo stato di equilibrio o di moto rettilineo uniforme finchè non intervengono forze a modificarlo.

• 2°:Una forza F applicata ad un corpo è uguale al prodotto della massa per l’accelerazione. F = m a

• 3°:Ogni volta che su un corpo agisce una forza, il corpo reagisce con una forza uguale e contraria, cioè con la stessa intensità, ma verso opposto.

Primo principio della dinamica• Per il principio d’inerzia se ci troviamo in piedi su un autobus, quando

questo parte veniamo proiettati all’indietro; quando l’autobus viaggia con velocità costante su un tratto rettilineo, il nostro corpo non avvertirà alcun effetto; quando l’autobus in movimento frena, veniamo proiettati in avanti

L’attrito• Il principio d’inerzia ci dice che il moto di un corpo continua se non intervengono

forze esterne a modificarlo. • Un corpo in moto subisce una serie di urti da parte delle molecole di materia che incontra (molecole di aria, di acqua, della superficie su cui si muove). Tali urti generano le forze di attrito che si oppongono al moto del corpo.• Si chiama attrito radente quello di un corpo che striscia su una superficie, volvente

quello di un corpo che rotola, viscoso o resistenza del mezzo quello che si esercita sui corpi che si muovono in un liquido (acqua) o in un gas (aria).

La resistenza dell’aria si oppone al movimento dell’atleta

Secondo principio della dinamica

• Se si aumenta la spinta ad un carrello del supermercato, questo andrà più veloce e per far muovere un carrello vuoto e uno carico alla stessa velocità, si deve aumentare la spinta su quello carico.

• Se ad un corpo si applica una forza doppia, l’accelerazione raddoppia, con una forza tripla l’accelerazione triplica;

• Al contrario se la massa del corpo raddoppia o triplica, applicando la stessa forza l’accelerazione diventerà un mezzo o un terzo

• Queste due relazioni si possono esprimere con la formula• F = m a nota come seconda legge di Newton• Dove F= forza applicata (N), m= massa del corpo (Kg), a = accelerazione (m/s^2)

Due persone imprimono alla stessa massa un’accelerazione doppia

Applicando la stessa forza, l’accelerazione data ad una massa più piccola è maggiore di quella impressa ad una massa più grande

La caduta dei corpi

Conoscendo il secondo principio della dinamica, si può capire meglio il fenomeno della caduta dei corpi dovuto all’accelerazione di gravità. Sulla Terra l’accelerazione di gravità è costante e vale 9,8 m/s2

In assenza di attrito, tutti i corpi cadono con la stessa accelerazione, indipendentemente dal proprio peso,dalle proprie dimensioni, dalla propria forma.In condizioni normali però i corpi cadono nell’aria, che esercita su di loro forze di attrito differenti, che dipendono soprattutto dalla loro forma.Una penne e un foglio di carta vengono frenati diversamente dall’aria; lo stesso foglio cade con velocità diverse se lo si fa cadere di taglio, oppure Tenendolo orizzontale

Terzo principio della dinamica• Una persona che si tuffa da una barca, per darsi lo slancio, esercita una forza F1 sulla barca

che si sposta indietro. Contemporaneamente la barca reagisce ed esercita una forza F2 su chi si tuffa, spingendolo in avanti.

• Un libro appoggiato su un tavolo esercita una forza P (peso), e il tavolo a sua volta esercita una forza sul libro uguale e opposta.

• Il meccanismo di propulsione dei razzi è dovuto al fatto che i gas, prodotti dalla combustione del carburante, sono emessi con forza verso il basso e spingono il razzo in direzione opposta, cioè in avanti.

• Le due forze in gioco sono chiamate azione e reazione.

Verifica1)Abbina ciascuno dei termini elencati alla sua definizione

Punto di applicazione direzione intensità verso

Il punto in cui la forza agisce sul corpo

Il valore delle forze rispetto all’unità di misura

Il senso d’azione della forza

La retta lungo la quale la forza agisce

2)Abbina la formula esatta al principio indicato

Secondo principio della dinamicaa)F = m x ab)R = F1 + F2

c)S = v x t

3)Poni accanto alla domanda la risposta giustaSe sei su un’automobile e il conducente frena bruscamente :a) Resti fermob) Vieni proiettato in avantic) Vieni proiettato indietro

Completa le frasi scegliendo il termine appropriato tra quelli elencati: volvente- accelerazione-azione-velocità-forza-massa-idrodinamiche- principio-radente-inerzia-

reazione-accelerazione di gravità-attrito-aerodinamiche

Un corpo cui viene applicata una ………… subisce una …………………………. che dipendedalla sua …………………... Un corpo in caduta libera subisce l’ …………………………….

che è uguale per tutti i corpi.

Il terzo………………………della dinamica afferma che a ogni…………………corrisponde una ……………………… uguale e contraria.

Per il secondo principio della dinamica , la……………. e l’ ………………………..sono direttamente proporzionali

Un corpo in movimento subisce una forza di ………………….detto………………………se il corpo striscia e…………………………..se il corpo rotola. Per ridurre l’attrito nei fluidi, i mezzi che si muovono nell’aria hanno forme…………………………e quelli che si muovono nell’acqua hanno forme…………………………..

Soluzioni1.Il valore delle forze rispetto all’unità di misura : intensitàIl senso d’azione della forza : versoLa retta lungo la quale la forza agisce : direzioneIl punto in cui la forza agisce sul corpo : punto di applicazione

2.Secondo principio della dinamica : F = m x a Se sei su un’automobile e il conducente frena bruscamente vieni proiettato in avanti

3.Un corpo cui viene applicata una forza subisce una accelerazione che dipende dalla sua massa. Un corpo in caduta libera subisce l’ accelerazione di gravità che è uguale per tutti i corpi. Il terzo principio della dinamica afferma che a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Per il secondo principio della dinamica , la forza e l’ accelerazione sono direttamente proporzionali Un corpo in movimento subisce una forza di attrito detto radente se il corpo striscia e volvente se il corpo rotola. Per ridurre l’attrito nei fluidi, i mezzi che si muovono nell’aria hanno forme aerodinamiche e quelli che si muovono nell’acqua hanno forme idrodinamiche

Risultati:

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