Le leggi di Newton sono i principi fondamentali utilizzati per analizzare il moto dei corpi. Insieme formano le fondamenta della meccanica classica.
Le tre leggi di Newton furono pubblicate per la prima volta nel 1687 da Isaac Newton (1643-1727) nell'opera in tre volumi "Principi matematici della filosofia naturale" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).
Isaac Newton è stato uno degli scienziati più importanti della storia, avendo dato importanti contributi, principalmente in fisica e matematica.
La prima legge di Newton
IL La prima legge di Newton è anche chiamata "Legge d'inerzia" o "Principio d'inerzia". L'inerzia è la tendenza dei corpi a rimanere a riposo o in moto rettilineo uniforme (MRU).
Quindi, per un corpo lasciare il suo stato di riposo o movimento rettilineo uniforme è necessario che una forza agisca su di essa.
Pertanto, se la somma vettoriale delle forze è zero, risulterà nell'equilibrio delle particelle. D'altra parte, se ci sono forze risultanti, produrrà una variazione nella sua velocità.
Maggiore è la massa di un corpo, maggiore è la sua inerzia, cioè maggiore è la sua tendenza a rimanere in quiete o in moto rettilineo uniforme.
Pensiamo ad esempio ad un autobus in cui l'autista, che è ad una certa velocità, incontra un cane e frena velocemente il veicolo.
In questa situazione, i passeggeri tendono a continuare a muoversi, cioè a essere scagliati in avanti.
La seconda legge di Newton
IL La seconda legge di Newton è il "Principio Fondamentale della Dinamica". In questo studio, Newton ha scoperto che la forza risultante (la somma vettoriale di tutte le forze applicate) è direttamente proporzionale al prodotto dell'accelerazione di un corpo e della sua massa:
Dove:
: risultante da forze che agiscono sul corpo
: massa corporea
: accelerazione
Nel Sistema Internazionale (SI) le unità di misura sono: F (forza) è indicata in Newton (N); m (massa) in chilogrammi (kg) e a (accelerazione acquisita) in metri al secondo quadrato (m/s²).
È importante sottolineare che la forza è un vettore, cioè ha un modulo, una direzione e un senso.
In questo modo, quando più forze agiscono su un corpo, si sommano in modo vettoriale. Il risultato di questa somma vettoriale è la forza netta.
La freccia sopra le lettere nella formula rappresenta che le quantità di forza e accelerazione sono vettori. La direzione e la direzione dell'accelerazione saranno le stesse della forza netta.
Terza legge di Newton
IL Terza legge di Newton si chiama “Legge di Azione e Reazione” o “Principio di Azione e Reazione” in cui ad ogni forza di azione corrisponde una forza di reazione.
In questo modo le forze di azione e reazione, che agiscono in coppia, non si equilibrano, poiché sono applicate a corpi diversi.
Ricordando che queste forze hanno la stessa intensità, la stessa direzione e direzioni opposte.
Ad esempio, pensiamo a due pattinatori in piedi uno di fronte all'altro. Se uno di loro dà una spinta all'altro, entrambi si muoveranno in direzioni opposte.
Riassunto della legge di Newton
Nella mappa mentale sottostante abbiamo i concetti principali coinvolti nelle tre leggi di Newton.
Esercizi risolti
1) UERJ - 2018
In un esperimento, i blocchi I e II, con masse rispettivamente pari a 10 kg e 6 kg, sono interconnessi da un filo ideale. Dapprima viene applicata al blocco I una forza di intensità F pari a 64 N, generando una tensione T sul filo.IL. Quindi, una forza della stessa intensità F viene applicata al blocco II, producendo una trazione TB. Guarda gli schemi:
Tralasciando l'attrito tra i tasselli e la superficie S, il rapporto tra le trazioni sta per:
Guarda la risoluzione di questo problema nel video qui sotto:
Alternativa c:
2) UFRJ - 2002
La figura seguente mostra un sistema composto da fili inestensibili e due pulegge, tutte di massa trascurabile. La puleggia A è mobile e la puleggia B è fissa. Calcola il valore della massa m1 in modo che il sistema rimanga in equilibrio statico.
Poiché la puleggia A è mobile, la forza di trazione che bilancia la forza peso sarà divisa per due. Pertanto, la forza di trazione su ciascun filo sarà la metà della forza peso. Pertanto, la massa m1 dovrebbe essere uguale alla metà di 2 kg.
così m1 = 1 kg
3) UERJ - 2011
All'interno di un aereo che si muove orizzontalmente rispetto al suolo, con una velocità costante di 1000 km/h, un passeggero lascia cadere un bicchiere. Guarda l'illustrazione qui sotto, in cui sono indicati quattro punti sul pavimento del corridoio dell'aereo e la posizione di quel passeggero.
Il vetro, cadendo, colpisce il pavimento dell'aereo in prossimità del punto indicato dalla seguente lettera:
a) P
b) Q
c) R
d) S
Alternativa c: R
Assicurati di saperne di più su questo argomento con il nostro testo di esercizio: Leggi di Newton - Esercizi
