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< Forza, massa e legge d'inerzia | Indice | Principio di sovrapposizione >


Le leggi della dinamica vengono enunciate dapprima per corpi materiali puntiformi. Vedremo come tenere conto della loro estensione finita quando inizieremo a parlare di sistemi di masse, con l'idea di costruire un corpo esteso sommando tante parti infinitesime, che possono essere pensate singolarmente come oggetti puntiformi.

La prima legge (o principio della dinamica) è la legge di nerzia di Galileo, già discussa. Essa dice che lo stato dinamico di un corpo soggetto a forza risultante nulla è di moto uniforme a velocità

{$$\begin{equation} \mathbf v = \mbox{costante}\end{equation} $$}

includendo tra questi casi anche {$v=0$}, lo stato di quiete.

Da questo principo scende che non fa differenza se ad un corpo non è applicata alcuna forza o se ce ne sono diverse, con somma nulla. In entrambi i casi vale la legge di ineriza. Ed è implicito che le forze sono vettori e vanno sommate con la regola di somma dei vettori (sommandone indipendentemente le componenti cartesiane, oppure con la regola del parallelogrammo).

La seconda legge della dinamica stabilisce che l'accelerazione di una massa puntiforme {$m$} è data dal rapporto tra la forza risultante ed {$m$}

{$$\begin{equation} \mathbf a = \frac 1 m \sum_i \mathbf F_i\end{equation}$$}

Anche qui la risultante è intesa come la somma vettoriale di tutte le forze {$\mathbf F_i$} applicate al corpo, che danno ora un vettore somma non nullo. Questo spiega come affrontare un problema di dinamica. Per prima cosa occorre trovare la forza risultante e per far ciò occorre disegnare tutte le forze applicate al corpo con sufficiente precisione da poter individuare correttamente la loro somma. Il disegno in cui compaiono tutte le forze si chiama diagramma di corpo libero perchè in esso non occorre rappresentare i corpi che esercitano una forza sulla massa in esame, ma basta per ciascuno di essi rappresentare la orza in questione. Ad esempio non occorre disegnare la Terra che esercita la sua forza di gravità sulla massa, basta indicare la forza di gravità come vettore. Lo stesso dicasi per una fune, un piano d'appoggio eccetera.

Infine la III legge della dinamica (o III principio) stabilisce per per ogni azione, nome convenzionale che indica una forza esercitata da un corpo su di un altro, il corpo soggetto all'azione esercita una reazione, una forza uguale in modulo, ma opposta in verso, sul corpo sorgente dell'azione. Se {$m_1$} esercita la forza {$\mathbf F_{12}$} su {$m_2$}, quest'ultima eserciterà la forza

{$$\begin{equation} \mathbf F_{21}=-\mathbf F_{12}\end{equation}$$}

su {$m_1$}. Le forze tra due corpi si chiamano anche interazioni, un nome che riconosce la simmetria tra azione e reazione. Spesso le forze di interazione sono dirette lungo la congiungente i due corpi (si dicono forze centrali). Ma questo non è necessariamente vero sempre. La figura illustra i due casi possibili.

Figura a) interazioni centrali: le forze sono dirette lungo la congiungente e, per il III principio, la forza esercitata da 1 su 2 è uguale ed opposta a quella esercitata da 2 su 1. b) le forze non sono centrali, ma vale sempre il III principio.


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