Formulario di fisica: i principi della dinamica
Tra le diverse leggi che governano il funzionamento del nostro universo, i tre principi della dinamica hanno un ruolo molto importante. Queste leggi, enunciate da Isaac Newton nel XVII secolo, non solo hanno gettato le basi per la meccanica classica, ma hanno profondamente influenzato il modo in cui percepiamo e comprendiamo il movimento e le forze nel mondo che ci circonda.
La storia della scienza è costellata di menti brillanti che hanno cercato di svelare i misteri del movimento. Dall’Antica Grecia con i suoi filosofi che riflettevano sulla natura del moto, all’epoca medievale in cui venivano posti i primi semi di una comprensione scientifica, la ricerca delle regole che governano il movimento è sempre stata al centro dell’indagine umana ed è con Newton che queste leggi vengono formulate in modo chiaro e conciso, cambiando per sempre la traiettoria della fisica.
Il primo principio, noto anche come principio d’inerzia, stabilisce che un oggetto rimarrà a riposo o in moto rettilineo uniforme a meno che non venga agito da una forza esterna. Il secondo principio introduce il concetto di forza come prodotto di massa e accelerazione, fornendo la chiave per quantificare il rapporto tra forze applicate e il conseguente movimento. Infine, il terzo principio, spesso riassunto come "azione e reazione", afferma che per ogni azione c’è una reazione uguale e contraria.
Scopriamo insieme le formule principali che hanno a che fare con questi principi e prepariamoci all’interrogazione e al compito in classe!
- Primo principio della dinamica o principio d'inerzia
- Secondo principio della dinamica
- Terzo principio della dinamica o principio di azione e reazione
Primo principio della dinamica o principio d’inerzia
Un corpo su cui non agiscono forze o è soggetto a forze la cui risultante è nulla, si mantiene nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme.
Secondo principio della dinamica
Un corpo di massa £$m$£, libero di muoversi, sul quale agisce una forza £$\vec F$£ o più forze simultanee di risultante £$\vec R$£, viene accelerato con accelerazione £$\vec a$£ nella direzione e verso della forza (o della risultante delle forze) con modulo direttamente proporzionale all’intensità della forza:
$$\vec F=m\vec a$$ oppure: $$\vec R=\sum_{i} \vec F_{i} =m\vec a$$
Se £$\vec F=0$£ o £$\vec R=0$£, allora £$\vec a=0$£, da cui segue il primo principio.
Terzo principio della dinamica o principio di azione e reazione
Se un corpo £$A$£ esercita una forza £$\vec F_{AB}$£ su un corpo £$B$£, il corpo £$B$£ esercita su £$A$£ una forza £$\vec F_{BA}$£ di uguale intensità e nella stessa direzione ma di verso contrario:
$$\vec F_{AB} = -\vec F_{BA}$$