Fisica Acustica — Logopedia
⚙️ Dinamica
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La Dinamica

Le cause del moto dei corpi
La cinematica descrive come si muovono i corpi (velocità, accelerazione…).
La dinamica spiega perché si muovono, cioè quali forze agiscono su di loro.
⚖️

Statica

Studia l'equilibrio dei corpi: quando le forze si bilanciano e il corpo è fermo.

🎥

Cinematica

Descrive il moto: traiettoria, velocità, accelerazione. Non parla di forze.

⚙️

Dinamica

Studia le cause del moto. Si basa su due concetti: massa e forza.

⚡

Energia

Lavoro, energia cinetica e potenziale, conservazione dell'energia.

I fondamenti della Dinamica
Le tre Leggi di Newton
Inerzia · F = ma · Azione e Reazione

Massa e Forza

I due concetti fondamentali della Dinamica
🏋️

MASSA (m)

Misura la "resistenza" di un corpo al cambiamento del moto. Un oggetto pesante è più difficile da mettere in moto o da fermare.

Unità SI: kg (chilogrammo)

👊

FORZA (F)

È la causa del cambiamento di moto. È una grandezza vettoriale: conta l'intensità, la direzione e il verso.

Unità SI: N (newton)

🔄 Calcolatore: Forza Peso

Il peso è la forza con cui la Terra attira un corpo verso il basso: P = m · g, dove g = 9,8 m/s²

70 kg
686 N
Peso = Forza Peso
Non è lo stesso della massa!
Sulla Luna (g=1,6) peserei 112 N
70
chilogrammi di massa
(uguale ovunque)
686
newton di peso
(dipende dalla gravità)

I Principio — Inerzia

Un corpo mantiene il suo stato di moto se non agisce nessuna forza
I Principio della Dinamica (Newton / Galileo)
"Tutti i corpi sono inerti:
rimangono nel loro stato di quiete o di moto
finché non interviene una forza"
🚗

Frenata brusca

Il corpo dei passeggeri tende ad andare avanti perché era in moto. Le cinture di sicurezza applicano la forza necessaria per fermarlo.

🚀

Nello spazio

Senza attrito e senza gravità, un corpo continua a muoversi per sempre con velocità costante. Nessuna forza → nessun cambiamento.

🎱

Esperimento di Galileo

Una pallina che scende un piano inclinato risale quello opposto. Meno attrito → più distanza percorsa. Su piano liscio: moto perpetuo.

🎿

Perché ci si ferma?

Sulla Terra c'è sempre l'attrito. È lui la forza che ferma i corpi, non la "mancanza di moto". Senza attrito, scivolerei per sempre.

🎬 Animazione — Principio di Inerzia

0% (nullo)

II Principio — F = ma

La forza produce accelerazione proporzionale alla sua intensità
II Principio della Dinamica
F = m · a
La forza risultante = massa × accelerazione
a ∝ F
Doppia la forza → doppia l'accelerazione.
Con stessa massa
a ∝ 1/m
Doppia la massa → metà accelerazione.
Con stessa forza

🧮 Esplora F = m · a

30 N
10 kg
3.0 m/s²
Accelerazione = F / m
30 N ÷ 10 kg = 3.0 m/s²

Il Newton e la Forza Peso

Applicazioni del II Principio — caduta libera e forza peso
Definizione di newton
1 N = 1 kg · m/s²
La forza per accelerare 1 kg di 1 m/s² ogni secondo
Forza Peso
P = m · g
g = 9,8 m/s² (accelerazione di gravità)

🪂 Caduta Libera Interattiva

In caduta libera (senza attrito dell'aria) ogni oggetto cade con la stessa accelerazione g, indipendentemente dalla massa!

5 kg
Forza Peso
49 N
Accelerazione
9.8 m/s²
La massa cambia il peso, ma non l'accelerazione in caduta libera!

III Principio — Azione e Reazione

Ogni forza ha sempre una forza uguale e contraria
III Principio della Dinamica (Newton)
F₁₂ = − F₂₁
"Quando A esercita una forza su B, B esercita su A una forza
uguale in modulo ma opposta in direzione"
🏍️

Motocicletta

La ruota spinge l'asfalto indietro. L'asfalto reagisce spingendo la ruota in avanti. Così avanza la moto.

🛸

Razzo

I gas vengono espulsi verso il basso. Per reazione il razzo viene spinto verso l'alto. Funziona anche nel vuoto!

📖

Libro sul tavolo

Il libro pesa sul tavolo con forza P (verso il basso). Il tavolo reagisce con forza N uguale e opposta (verso l'alto).

⛸️

Pattinatori

A spinge B con 50 N → B spinge A con 50 N. Se stessa massa, stessa accelerazione ma in direzioni opposte.

⚡ Animazione — Azione e Reazione

40 N

La Forza d'Attrito

La forza che si oppone al moto tra superfici in contatto
Forza d'Attrito
F_A = μ · N
μ = coefficiente d'attrito  |  N = forza normale
📐

Coefficiente μ

Dipende dai materiali a contatto.
Ghiaccio su ghiaccio: μ ≈ 0,03
Gomma su asfalto: μ ≈ 0,8
F_A è opposta al moto

🧲 Simula la Forza d'Attrito

10 kg
0.30
80 N
Forza Attrito F_A
29.4 N
Forza Risultante
50.6 N
Accelerazione
5.1 m/s²

Forza Elastica — Legge di Hooke

La forza di una molla è proporzionale all'allungamento
Legge di Hooke
F = − k · x
k = costante elastica (N/m)  |  x = spostamento dall'equilibrio
🌿

Materiale Elastico

Caucciù: Y ≈ 10⁷ N/m²
Molto deformabile: piccola forza, grande allungamento.

🦴

Materiale Rigido

Ossa: Y ≈ 10¹⁰ N/m²
Molto rigido: grande forza per piccola deformazione.

🔵 Molla Interattiva — F = k · x

100 N/m
10 cm
10 N
Forza di richiamo
La molla tira il corpo verso la posizione di equilibrio.
Più comprimi → più forte il richiamo

Lavoro ed Energia

La capacità di produrre effetti fisici
Lavoro
L = F · s
1 joule = 1 N · 1 m
Energia Cinetica
E_c = ½ m v²
Energia del moto
Energia Potenziale
E_p = m g h
Energia di posizione
Principio di Conservazione dell'Energia
In assenza di attrito: E_c + E_p = costante
L'energia totale non si crea e non si distrugge, si trasforma.

⚡ Simulazione — Palla in Caduta Libera

Trascina l'altezza e osserva come si trasforma l'energia durante la caduta.

10 m
5 kg
E_p iniziale
490 J
Velocità finale
14.0 m/s
E_c finale
490 J

✅ Quiz Finale

Verifica la tua comprensione della Dinamica
1. Un corpo fermo su una superficie liscia (senza attrito) viene lasciato libero. Cosa succede?
2. Se raddoppio la forza applicata a un corpo mantenendo la stessa massa, l'accelerazione:
3. Una forza di 20 N accelera un corpo di 4 kg. Qual è l'accelerazione?
4. Una palla di 1 kg e una di 10 kg cadono dalla stessa altezza senza attrito. Quale arriva prima?