In breve: le leggi di Newton collegano le forze al moto. Prima legge: senza forza risultante il moto non cambia (inerzia). Seconda: F = m·a. Terza: a ogni azione corrisponde una reazione uguale e opposta. Sono la base della dinamica.
Dopo la cinematica, la dinamica risponde alla domanda: perché i corpi si muovono così? La risposta sono le forze. È il cuore della meccanica nella Fisica del semestre filtro.
Forze e dinamica
La dinamica studia le cause del moto: le forze. Una forza è una grandezza vettoriale (modulo, direzione, verso) e si misura in newton. Ciò che conta è la forza risultante, cioè la somma vettoriale di tutte le forze che agiscono su un corpo: è questa a determinarne l'accelerazione.
I tre principi della dinamica
I principi della dinamica sono tre. Il principio d'inerzia descrive cosa accade senza forze; il secondo principio quantifica il legame forza-accelerazione con F = m·a; il principio di azione e reazione dice che le forze vanno sempre in coppia, su corpi diversi.
| Principio | Contenuto | Formula chiave |
|---|---|---|
| Primo (inerzia) | Senza forza risultante il moto non cambia | ΣF = 0 → a = 0 |
| Secondo | La forza produce accelerazione | F = m·a |
| Terzo (azione-reazione) | Ogni forza ha una reazione uguale e opposta | F₁₂ = −F₂₁ |
Massa e peso
La massa misura la quantità di materia e l'inerzia di un corpo: è invariante. Il peso è invece una forza, quella gravitazionale: P = m·g. Confondere i due è un errore classico nei problemi. Da qui si passa in modo naturale a lavoro ed energia.
Domande frequenti
Quali sono le tre leggi di Newton?
Il principio d'inerzia (un corpo mantiene il suo stato di moto se la forza risultante è nulla), il secondo principio (F = m·a) e il principio di azione e reazione (a ogni forza corrisponde una forza uguale e opposta).
Cos'è il principio d'inerzia?
È la prima legge di Newton: in assenza di forze risultanti, un corpo resta fermo o si muove di moto rettilineo uniforme. L'inerzia è la tendenza di un corpo a opporsi ai cambiamenti del suo stato di moto ed è legata alla massa.
Cosa dice il secondo principio della dinamica?
Che la forza risultante applicata a un corpo è uguale al prodotto della sua massa per l'accelerazione: F = m·a. A parità di forza, un corpo più massiccio accelera di meno.
Cos'è il principio di azione e reazione?
È la terza legge di Newton: se un corpo A esercita una forza su un corpo B, allora B esercita su A una forza uguale in modulo e opposta in verso. Le due forze agiscono su corpi diversi, quindi non si annullano.
Che differenza c'è tra massa e peso?
La massa è la quantità di materia di un corpo e non cambia; il peso è la forza con cui la Terra attrae quel corpo (P = m·g) e dipende dall'accelerazione di gravità del luogo. Massa in kg, peso in newton.
Perché la dinamica è centrale nella fisica del semestre filtro?
Perché collega le forze al moto e fa da base per lavoro, energia e molti problemi d'esame. Padroneggiare F = m·a e il diagramma delle forze sblocca gran parte degli esercizi.