Forze (fisica)
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[modifica] Prima legge del moto di Newton
La prima legge di Newton o legge di inerzia asserisce che
Quindi un corpo non rimane nel suo stato solo quando è in quiete, ma anche se compie un moto rettilineo uniforme e su di esso non agisce alcuna forza risultante. Questa legge da proprio l'idea intuitiva di inerzia.
[modifica] Massa
Newton utilizzò il concetto di massa intesa come quantità di materia. Ma più precisamente, noi definiamo la massa come la misura dell'inerzia di un corpo. Quindi, maggiore è la massa di un corpo e maggiore sarà la forza richiesta per modificare il suo stato di quiete.
Nel sistema metrico internazionale, l'unità di misura della massa è il kilogrammo (kg).
È bene ricordarsi che la massa è una proprietà costante di un corpo ed è ben differente dal peso, che è una forza ed è variabile (a seconda dell'accelerazione che agisce su essa).
[modifica] Seconda legge del moto di Newton
La seconda legge di Newton dice:
l'accelerazione di un oggetto è direttamente proporzionale alla forza risultante agente su esso e inversamente proporzionale alla sua massa.
In formule,
e anche la più utile
Da questa formula possiamo ottenere una definizione di forza come la capacità di accelerare un oggetto di massa m e la sua unità di misura è il Newton (N),
La formula precedente possiamo anche esplicitarla maggiormente
.
[modifica] Terza legge del moto di Newton
La terza legge di Newton è forse la più famosa ed è molto popolare come legge di "azione-reazione", anche se forse un nome del genere è un po' troppo esagerato (visto che la legge è applicabile alle forze e non ad ogni cosa!).
Il principio si basa sull'osservazione che una forza applicata su un oggetto è sempre applicata da un altro oggetto. Da qui la legge:
ogni qual volta un oggetto esercita una forza su un secondo oggetto, il secondo esercita una forza uguale di modulo e opposta di verso sul primo.
La forza u è uguale alla forza v, quindi la forza con il quale il primo rettangolo preme contro il secondo è uguale e opposta a quella che il secondo poligono esercita su di lui.
.
[modifica] Forza di gravità
Quando lasciamo cadere un oggetto al suolo, esso è soggetto ad un'accelerazione verso il terreno. Essendo l'oggetto dotato di una massa ed essendo sottoposto ad una accelerazione, sarebbe lecito aspettarsi che su di esso agisca una qualche forza. Ed è proprio così, tale forza è la forza di gravità.
L' accelerazione di gravità viene indicata con 
, da distinguere con g che è la velocità con il quale un oggetto si dirige verso il terreno. Abbiamo la massa, abbiamo un'accelerazione, possiamo dunque definire il peso di un oggetto come
.
[modifica] Forza di contatto e Forza normale
Quando un oggetto sottoposto a forza di gravità ed in contatto con un altro oggetto rimane fermo, significa che la forza risultante su di esso è nulla. Questo implica che c'è un'altra forza che agisce sull'oggetto e controbilancia la forza di gravità: questa forza la esercita il secondo oggetto e si chiama forza di contatto verso l'alto, in contrasto con la forza di gravità.
Quando la forza di contatto agisce perpendicolarmente alla superficie di contatto prende il nome di forza normale.
- la forza di gravità esercita sul cubo una forza
; - il tavolo esercita sul cubo una forza normale
; - il cubo esercita sul tavolo una forza di reazione
ed è questa la forza risultante.
[modifica] Esempio
Abbiamo un pezzo di granito M che intendiamo sollevare con una fune che passa attraverso 8 carrucole come mostrato in figura. Il peso del masso di granito è 2000N. Quanto deve essere 
per poter sollevare il masso?
Il tiratore esercita sulla fune una forza che è costante per tutta la fune (assumendola con elasticità nulla). La fune attraverso la prima carrucola esercita la stessa forza e la stessa cosa fa in tutte le altre. Si ottiene che ogni carrucola tira verso l'alto due volte. Essendo 4 le carrucole saldate al grave, la seconda legge di Newton dà
Vogliamo che il masso venga sollevato a velocità costante, quindi 
. Otteniamo dunque
Per sollevare questo masso è necessaria perciò soltanto un ottavo della forza necessaria a sollevare il masso senza le 8 carrucole.
[modifica] Forza di attrito
Quando un oggetto si muove lungo una superficie di contatto con un altro, esiste una forza che si oppone a questo movimento dovuta alla ruvidità delle superfici di tutti gli oggetti. Questa forza che si oppone al moto di due oggetti che strisciano si chiama forza di attrito dinamico.
