La seconda legge di Newton, detta legge fondamentale o principio fondamentale della dinamica, afferma che un corpo accelera se gli viene applicata una forza, intendendo per forza una manovra come tirare o spingere un corpo.
Per comprendere meglio la legge fondamentale, è necessario chiarire due concetti fondamentali:
- La forza applicata al corpo si chiama forza netta.
- La variazione di velocità subita dal corpo in movimento si chiama accelerazione.
In altre parole, l'accelerazione di un corpo è proporzionale alla forza netta applicata ad esso. Cioè, se applichiamo una forza maggiore, il corpo aumenta la sua accelerazione.
Questo principio fa parte delle leggi o leggi del moto di Newton, pubblicate per la prima volta nel 1687 dal fisico e matematico inglese Isaac Newton nella sua opera Principia Mathematica, e sono la chiave per comprendere il movimento dei corpi.
Formula della seconda legge di Newtonton
La seconda legge di Newton è espressa nella seguente formula:
F = m.a
Dove:
- F è la forza netta. È espresso in Newton (N)
- m è la massa del corpo. È espresso in chilogrammi (Kg.).
- per È l'accelerazione che acquisisce il corpo. È espresso in metri su secondo quadrato (m / s2).
Un semplice esempio per capire questa formula sarebbe il calcolo della forza che deve essere applicata a un pallone da calcio di 0,4 kg per calciarlo con un'accelerazione di 3,5 m/s2. In questo caso la formula sarebbe:
F = m.a
F = 0,4 kg. 3,5 m/s2
F = 1,4 N
Esempi della seconda legge di Newton
La legge fondamentale della dinamica può essere descritta nei seguenti esempi:
1. Due ragazzi e un'altalena
Due bambini sono seduti su un'altalena. Uno di essi oscilla con poca forza e la sua accelerazione è più lenta. Il secondo bambino oscilla più forte e la sua accelerazione è maggiore.
2. Le due scatole
Abbiamo due scatole: una da 15 kg. e altri 50 kg. Se applichiamo la stessa forza per spostarli, la prima scatola si sposterà più velocemente. Ma se vogliamo che le due scatole si muovano alla stessa velocità, dovremo applicare più forza alla scatola più pesante.
3. Calcia la palla
Se abbiamo una pallina da tennis e un pallone da calcio e li calciamo, la pallina da tennis avrà un'accelerazione maggiore, poiché è il corpo con meno massa. Mentre il pallone da calcio avrà un'accelerazione minore perché ha più massa.
4. Spingi la macchina
Un'auto in movimento si ferma in mezzo alla strada e l'autista deve spingerla per metterla in salvo. Mentre il guidatore usa la propria forza, l'auto si muove lentamente, ma quando altre persone aiutano il guidatore a spingere l'auto, si muove più velocemente, poiché maggiore è la forza, maggiore è l'accelerazione.
5. Il carrello del supermercato
Se il carrello della spesa è vuoto, la sua accelerazione è maggiore anche se non viene applicata tanta forza quando lo si spinge. D'altra parte, se è pieno, la sua accelerazione è inferiore e per avanzare è necessaria più forza.
6. Apri le porte
L'apertura di una porta blindata richiede una forza maggiore di quella necessaria per aprire una normale porta in legno, che risulta più leggera.
7. La pallina da golf
Affinché la pallina da golf raggiunga la buca desiderata, deve essere applicata una certa forza. Se viene applicata poca forza, l'accelerazione della palla sarà minore e viaggerà lentamente, e se la forza applicata è maggiore, l'accelerazione sarà maggiore e la palla viaggerà più velocemente.
8. La bicicletta
La seconda legge di Newton si applica quando andiamo in bicicletta. La pedalata è forza, la massa è la bici e il peso e l'accelerazione del nostro corpo sono la velocità con cui si muove.
9. Lancio del peso
Il lancio del peso è uno sport olimpico in cui l'atleta deve spingere una sfera metallica molto pesante, chiamata proiettile. Maggiore è la forza applicata, maggiore sarà l'accelerazione che il proiettile acquisirà e più lontano andrà.
10. La palla da bowling
La forza applicata alla palla ne aumenta l'accelerazione e la fa viaggiare lungo il binario, facendo cadere i birilli.
11. Il camion e la macchina
Affinché un'auto funzioni, è necessario che il motore generi la forza per aumentare l'accelerazione dell'auto. Più grande è l'auto, maggiore sarà la forza necessaria per accelerare. Pertanto, un camion richiede più potenza di un'auto comune.
Potresti essere interessato a leggere:
- Le leggi di Newton.
- Le leggi di Keplero.
- Fisica Classica
