Page 8 - Fisica per non fisici
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dall’idea di «sforzo» più o meno intenso che dobbiamo fare per spingere un’auto che
è rimasta senza benzina. L’auto, inizialmente ferma, comincia a muoversi. Tutto ciò
che può produrre (o, per contro, impedire) un movimento viene chiamato forza.
Una forza che ci è familiare è la forza peso o semplicemente il peso. Questa forza
è originata dalla presenza di un campo gravitazionale come quello terrestre e agisce
su tutti i corpi che osserviamo intorno a noi attirandoli verso il centro del nostro
pianeta. Per esempio, se abbandoniamo un sasso dalla nostra mano, questo comincia
a cadere verso il suolo: da uno stato di quiete il sasso si mette in movimento sotto
l’effetto del proprio peso. E se apriamo la mano con il palmo rivolto verso l’alto il
sasso non cade, proprio perché in complesso il sasso non è soggetto ad alcuna forza.
Per meglio dire, esso è soggetto a due forze che però si equilibrano: c’è il peso che
tira il sasso verticalmente verso il basso ma c’è la forza della nostra mano che
spinge verticalmente verso l’alto e annulla l’effetto del peso. Così il sasso,
inizialmente in quiete, permane in questo stato per tutto il tempo che vogliamo.
Troviamo facilmente un altro esempio nel quale vediamo che una forza produce
un’accelerazione. L’esempio ci è fornito da quello che accade alla nostra
automobile: rilasciata la frizione, la forza generata dal motore incrementa la velocità
che da zero passerà progressivamente a valori anche molto elevati.
Ebbene, l’equazione fondamentale della dinamica stabilisce che il prodotto della
massa del corpo in questione per la sua accelerazione è proprio l’entità della forza
alla quale è sottoposto.
Cos’è la massa? Si tratta di un concetto non banale; tuttavia, per quello che
diremo in seguito, possiamo assumere che si tratti della cosa alla quale pensiamo
intuitivamente e cioè della «quantità di materia» che compone un certo oggetto.
La massa di un oggetto può essere misurata pesando quell’oggetto con una
comune bilancia, poiché sappiamo che massa e peso sono grandezze fisiche che
vanno di pari passo: tanto maggiore è la massa, tanto maggiore è il peso. Come unità
di misura del peso possiamo scegliere il chilogrammo; e allora possiamo dire per
esempio che un corpo, che qui sulla Terra pesa tre chilogrammi, ha una massa pari a
tre chilogrammi; un altro che ne pesa cinque ha una massa pari a cinque chilogrammi,
e così via.
In termini matematici l’equazione di Newton si esprime molto semplicemente. Si
scrive:
f=ma ovvero a=f/m (1)
In queste formule f rappresenta l’intensità della forza applicata, m rappresenta la
massa dell’oggetto sul quale agisce e a è la conseguente accelerazione dell’oggetto.
Si vede subito che, a parità di forza f, tanto minore è la massa m dell’oggetto
tanto maggiore risulta la sua accelerazione a. Non ci meraviglia questa circostanza: