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LA FISICA è lo studio delle leggi fondamentali della natura.
Si divide in:
Le leggi fondamentali della dinamica:prerequisiti
La dinamica (branca della Fisica):studia le relazioni tra le forze e i movimenti ed è retta dalle 3 leggi di Newton o leggi del moto. Per questo le leggi del moto sono anche note come leggi della Dinamica
Le forze(grandezza fisica)(vedi libro scienze 2 media A98-A99) sono le cause che modificano lo stato di quiete di un corpo o che ne alterano la forma determinando in esso una deformazione.
(Definizione) Si chiama Forza (indicata con F) ogni causa che fa cambiare lo stato di moto di un oggetto oppure lo deforma Esistono numerosi tipi di forze : forza di gravità, forza elettrica, forza elastica,forza nucleare ,attrito o forza d’attrito,forza meccanica. Le grandezze fisiche che vengono descritte indicandone l’intensità o modulo, la direzione, il verso, il punto di applicazione sono dette grandezze vettoriali o vettori Se ne deduce che le forze sono un particolare tipo di grandezza che per poterne dare un descrizione non è sufficiente indicarne solo l’intensità, ma anche una direzione, verso e punto di applicazione. La temperatura di un corpo ,il volume di un corpo, l’altezza, lunghezza sono grandezze scalari.
Per misurare l’intensità delle forze si usano i dinamometri. Il Dinamometro è lo strumento che serve a misurare l’intensità delle forze in base all’allungamento che queste producono in una molla. Esiste una relazione tra la forza applicata a una molla e l’allungamento di questa:si può notare che raddoppiando il peso anche l’allungamento risulta il doppio, da ciò si enuncia la legge di Hooke(1700): l’allungamento di un corpo elastico è direttamente proporzionale alla forza che vi agisce, cioè il rapporto tra peso applicato e allungamento prodotto è costante
F (forza) = K* x tale che F/x =k (vedi proporzionalità diretta; legge della proporzionalità diretta )
Come si sommano le forze (Vedi libro 2 media A-101) Se uno oggetto è sottoposto a più forze, il loro effetto complessivo è chiamato Forza risultante (R) e dipende dall’intensità ,dalla direzione , dal verso e dal punto di applicazione delle singole forze.
Es. 2 Forze applicate ad un corpo |
Caratteristiche delle forze applicate |
Caratteristiche della Forza risultante (R) |
Concordi |
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Questa forza ha direzione e verso uguali alle prime e per intensità la somma delle loro intensità. Es.2 persone che spingono un automobile |
DISCORDI |
Forze con direzioni uguali ma verso opposto o contrario |
Questa forza ha l’intensità pari alla differenza tra le intensità delle due forze , ha la loro stessa direzione e ha il verso della forza maggiore .Es. tiro alla fune |
BIILANCIATE |
Forze con stessa direzione , uguale intensità ma verso opposto |
La forza risultante è nulla cioè non si provoca alcun movimento |
CONCORRENTI |
Forze con direzione diversa che formano tra loro un angolo F1 F2 |
La forza risultante si determina con la regola del parallelogramma. La forza risultante è la forza rappresentata per direzione ,verso e intensità dalla diagonale del parallelogramma che ha per lati le due forze componenti |
Libro scienze 3 media A148; A149; A152
Leggi della dinamica o del moto o leggi di Newton
1 legge della dinamica o del moto |
Un corpo fermo tende a mantenere il suo stato di quiete o di moto finché una forza esterna non agisce su di esso, allo stesso modo un corpo in modo rettilineo a velocità costante tende a mantenersi in tale moto finche una forza esterna non agisce su di esso. L’inerzia è una proprietà di tutti i corpi e dipende dalla loro massa .Quanto maggiore è la massa di un oggetto ,tanto maggiore è la sua inerzia (ricorda : la Massa è la quantità di materia che costituisce un oggetto; il Peso o forza peso invece è la forza che attrae l’oggetto verso il cento della terra) vedi libro scienze 3 media pag A-146 |
2 legge della dinamica o del moto
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Una forza che agisce su di un corpo ne determina un accelerazione direttamente proporzionale all’intensità della forza che gli applichiamo:secondo questa legge maggiore è la forza che applichiamo maggiore è la sua accelerazione. F = m * a |
3 legge della dinamica |
A ogni forza che agisce su un corpo corrisponde una fora uguale e contraria. Secondo questa legge le forze agiscono sempre in coppia,un forza si chiama azione e l’altra si chiama forza di reazione. Questo significa che se su un corpo esercita una forza sull’altro, anche questo esercita sul primo una forza uguale e contraria. Vedi libro 3 media A152 |
La Forza di gravità o Forza peso o Peso(libro scienze 3 media A150): è quel qualcosa che tende a far cadere gli oggetti al suolo, cioè la forza che agisce in ogni punto della superficie terrestre attirando i corpi verso il centro della terra. All’intensità di questa forza si da il nome di Peso o Forza peso. Newton capi che la stessa forza che fa cadere dall’albero una mela matura è la stessa forza che tiene la luna intorno alla Terra , e la terra intorno al Sole.(forza gravitazionale).Tutti i pianeti girano intorno al sole tramite la forza gravitazionale. Tutti i corpi a qualsiasi altezza vengono attratti dalla terra, come tutti i pianeti vengono attratti dal Sole .Da qui possiamo enunciare la Legge di Gravitazione Universale: Tutti i corpi si attraggono con una forza direttamente proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che li separa.
Quando uno dei corpi che si attraggono è la Terra e l’altro un corpo molto piccolo situato a piccola distanza la forza di gravitazione riceve il nome di peso del corpo e l’attrazione il nome di gravità terrestre o forza di gravità. A parità di masse man mano che la distanza aumenta, il peso diminuisce. Tutti gli oggetti sono perciò attirati verso il centro del globo e quando cadono liberamente seguono sempre una traiettoria verticale, cioè perpendicolare alla superficie terrestre. Inoltre tutti gli oggetti cadono verso terra con la stessa accelerazione (accelerazione di gravità che si indica con il simbolo g = 9,8m/s2) indipendentemente dalla loro massa e precisamente di 9,8m/s2,cioè ogni secondo la velocità aumenta di 9,8m/s2 Da cui Peso = m* g m = massa
Quindi per far variare il peso l’unico modo è quello di far variare la massa. Siccome g sulla terra è praticamente costante , è comodo identificare il peso di un oggetto con la sua massa. Per esempio diciamo che un pacco di pasta pesa 1 kilo invece di dire che pesa 9,8newton
Concetti: la Massa è la quantità di materia ,cioè l’insieme di molecole che formano quel corpo(unita di misura il kilogrammo), invece il Peso è la forza con cui un corpo viene attirato verso il centro della terra .Se ne deduce che massa e peso sono due cose diverse e come tali vengono misurate in modo diverso. La massa di un oggetto non cambia mai, il suo peso invece dipende dal luogo in cui esso si trova
La Massa è una grandezza scalare e si misura in kg |
Il Peso è una forza quindi una grandezza vettoriale , si misura in Newton (N) 1N = 102 grammi quindi 1kg = 9,8 N |
Poiché sulla superficie terrestre la forza di gravità, o attrazione di gravità o gravità terrestre può essere considerata costante in ogni punto,un corpo il cui peso è il doppio dell’altro,ha anche una massa che è il doppio di quella dell’altro. Perciò sulla terra quando pesiamo un corpo troviamo allo stesso tempo anche la sua massa .
Quindi sulla superficie terrestre Peso = Massa
Un uomo sulla luna di massa 70kg il suo peso è 120 N. Quindi sulla luna la massa è diversa dal peso
Sulla luna 70 kg = 120 N
Un uomo sulla Terra di massa 70kg il suo peso è 700 N. Quindi sulla terra la massa è uguale al peso
Sulla terra70 kg = 700 N
Il percorso seguito da un oggetto durante il suo moto è chiamato traiettoria del movimento. Si tratta di una linea immaginaria che unisce le diverse posizioni occupate dall’oggetto, talvolta è una linea retta ma generalmente è una linea curva piuttosto complicata .Abbiamo vari tipi di moto
Moto vario |
ES: una mosca che vola cambiando spesso direzione e velocità, anche se è in moto più comune è anche il più difficile da descrivere con precisione |
Moto rettilineo uniforme con la relativa legge del moto rettilineo uniforme |
È il moto o movimento più semplice da descrivere perche ha come traiettoria un segmento di linea retta (quindi rettilineo) e si svolge a velocità costante con la stessa direzione e stesso verso (quindi uniforme) ES una persona trasportata da una scala mobile. La legge del moto rettilineo uniforme dice :che la distanza o spazio percorso è direttamente proporzionale al tempo percorso e come ben sai il suo diagramma cartesiano di tale legge è una retta che passa per l’origine degli assi |
Moto uniformemente accelerato con la relativa legge del moto uniformemente accelerato |
Il cambiamento della velocità in un certo intervallo di tempo è chiamato accelerazione, perciò un movimento o moto in cui la velocità cambia al passare del tempo si chiama moto accelerato. La legge del moto uniformemente accelerato dice che la distanza percorsa è proporzionale al tempo elevato al quadrato. ES quando un oggetto cade liberamente i la sua velocità aumenta progressivamente mentre esso scende verticalmente verso il suolo, il suo moto sarà rettilineo e avrà come traiettoria un segmento verticale |
Moto circolare uniforme |
Es. una pallina di plastilina attaccata su una ruota di una bicicletta che ruota a velocità costante , avrà come traiettoria una circonferenza ; si muove a velocità costante (sempre alla stessa velocità) perché in tempi uguali percorre archi di circonferenza uguali, cioè impiega lo stesso tempo per fare mezzo giro, e poi per fare il mezzo giro successivo. |
Moto armonico |
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Fonte: https://bouzoki.files.wordpress.com/2011/11/la-fisica-c3a8-lo-studio-delle-leggi-fondamentali-della-natura-schede-riassuntive2.doc
Sito web da visitare: https://bouzoki.files.wordpress.com/
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"Ciò che sappiamo è una goccia, ciò che ignoriamo un oceano!" Isaac Newton. Essendo impossibile tenere a mente l'enorme quantità di informazioni, l'importante è sapere dove ritrovare l'informazione quando questa serve. U. Eco
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Forze con uguale direzione e con lo stesso verso
