13 ESEMPI DELLA SECONDA LEGGE DI NEWTON NELLA VITA QUOTIDIANA - FISICO - 2024

Nella seconda legge di Newton , nota come Principio fondamentale della dinamica, lo scienziato afferma che maggiore è la massa di un oggetto, maggiore sarà la forza necessaria per accelerarlo. Cioè, l'accelerazione dell'oggetto è direttamente proporzionale alla forza netta che agisce su di esso e inversamente proporzionale a quella dell'oggetto.

Sappiamo che un oggetto può accelerare solo se ci sono forze su questo oggetto. La seconda legge di Newton ci dice esattamente di quanto un oggetto accelererà per una data forza netta.

In altre parole, se la forza netta dovesse raddoppiare, l'accelerazione dell'oggetto sarebbe doppia. Allo stesso modo, se la massa dell'oggetto dovesse raddoppiare, la sua accelerazione sarebbe dimezzata.

Esempi della seconda legge di Newton nella vita reale

Questa legge di Newton si applica alla vita reale, essendo una delle leggi della fisica che influisce maggiormente sulla nostra vita quotidiana:

1- Calcia una palla

Quando calciamo una palla, esercitiamo forza in una direzione specifica, che è la direzione in cui si sposterà la palla.

Inoltre, più forte è il calcio della palla, più forte sarà la forza che applichiamo su di essa e più andrà.

2- Cattura la palla con la mano

Gli atleti professionisti spostano la mano indietro una volta che prendono la palla, poiché dà alla palla più tempo per rallentare, applicando meno forza da parte loro.

3- Spingere una macchina

Ad esempio, spingere un carrello del supermercato con una forza doppia produce il doppio dell'accelerazione.

4- Spingere due auto

D'altra parte, spingendo due carrelli del supermercato con la stessa forza, produce metà dell'accelerazione, perché varia inversamente.

5- Spingere lo stesso carrello pieno o vuoto

È più facile spingere un carrello del supermercato vuoto rispetto a uno pieno, poiché il carrello pieno ha più massa di quello vuoto, quindi è necessaria più forza per spingere il carrello pieno.

6- Spingere una macchina

Per calcolare la forza necessaria per spingere l'auto alla stazione di servizio più vicina, ipotizzando di spostare un'auto da una tonnellata intorno a 0,05 metri al secondo, possiamo stimare la forza esercitata sull'auto, che, in questo caso, sarà di circa 100 newton.

7- Guida un camion o un'auto

La massa di un camion è molto maggiore di quella di un'auto, il che significa che richiede più forza per accelerare nella stessa misura.

Quando, ad esempio, guidi un'auto per 100 km in autostrada per 65 km, indubbiamente utilizzerai molta meno benzina che se dovessi guidare alla stessa velocità per la stessa distanza su un camion.

8- Due persone che camminano insieme

Lo stesso ragionamento sopra può essere applicato a qualsiasi oggetto in movimento. Ad esempio, due persone che camminano insieme, ma una persona ha un peso inferiore rispetto all'altra, sebbene camminino esercitando la stessa quantità di forza, chi pesa meno andrà più veloce perché la loro accelerazione è indubbiamente maggiore.

9- Due persone che spingono un tavolo

Immaginiamo due persone, una con una forza maggiore dell'altra, che spingono un tavolo, in direzioni diverse.

La persona con la forza maggiore spinge verso est e la persona con la forza minore spinge verso nord.

Se sommiamo entrambe le forze, otterremo una risultante uguale al moto e all'accelerazione della tavola. La tavola, quindi, si muoverà in direzione nord-est, anche se con una maggiore inclinazione verso est, vista la forza esercitata dal più forte.

10- Giocare a golf

In una partita di golf, l'accelerazione della pallina è direttamente proporzionale alla forza applicata con la mazza e inversamente proporzionale alla sua massa. Il percorso è influenzato dalla forza dell'aria, che può causare un piccolo cambiamento nella sua direzione.

11- Apri una porta

Quando apriamo una porta dovremo eseguire forze diverse a seconda del materiale con cui è realizzata. Sebbene possa avere le stesse proporzioni, una forza maggiore dovrà essere esercitata su una porta con ante in ferro rispetto a una porta in legno.

12- Pedalata in bicicletta

Secondo la legge di Newton, l'accelerazione di una bicicletta dipenderà dalla forza esercitata. Maggiore è la forza, maggiore è l'accelerazione. Per questo motivo, i ciclisti sono generalmente piuttosto magri e le bici professionali molto leggere.

13- Usa la bottiglia di ketchup

Per estrarre il ketchup dalla sua pentola dobbiamo pressarlo in modo che fuoriesca dalla fessura. A seconda della forza applicata, il ketchup può fuoriuscire lentamente e cadere sull'hamburger oppure uscire ad alta velocità e spargersi su tutto il piatto.

Leggi di Newton

Isaac Newton (4 gennaio 1643 - 31 marzo 1727), fisico e matematico inglese, famoso per la sua legge di gravitazione, fu una figura chiave nella rivoluzione scientifica del XVII secolo e sviluppò i principi della fisica moderna.

Newton presentò per la prima volta le sue tre leggi del moto nei Principia Mathematica Philosophiae Naturalis nel 1686.

Considerato il libro più influente sulla fisica e forse su tutta la scienza, contiene informazioni su quasi tutti i concetti essenziali della fisica.

Questo lavoro offre una descrizione quantitativa esatta dei corpi in movimento in tre leggi fondamentali:

1- Un corpo fermo rimarrà immobile a meno che non gli venga applicata una forza esterna;

2- La forza è uguale alla massa moltiplicata per l'accelerazione e una variazione di movimento è proporzionale alla forza applicata;

3- Per ogni azione, c'è una reazione uguale e contraria.

Queste tre leggi hanno contribuito a spiegare non solo le orbite planetarie ellittiche, ma quasi ogni altro movimento nell'universo: come i pianeti sono tenuti in orbita dall'attrazione della gravità del sole, come la Luna gira intorno alla Terra e le lune di Giove gira intorno ad esso e come le comete ruotano in orbite ellittiche attorno al sole.

Il modo in cui quasi tutto si muove può essere risolto usando le leggi del movimento: quanta forza ci vorrà per accelerare un treno, se una palla di cannone colpirà il suo bersaglio, come si muovono le correnti d'aria e oceaniche o se volerà un aereo , sono tutte applicazioni della seconda legge di Newton.

In conclusione, è molto facile osservare questa seconda legge di Newton in pratica, se non in matematica, poiché tutti abbiamo verificato empiricamente che è necessario esercitare più forza (e quindi più energia) per muovere un pianoforte a coda pesante che per fai scorrere un piccolo sgabello sul pavimento.

Oppure, come accennato in precedenza, quando si prende una palla da cricket in rapido movimento, sappiamo che farà meno danni se il braccio viene spostato indietro mentre si prende la palla.

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Riferimenti

1. Jha, A. "Qual è la seconda legge del moto di Newton?" (11 maggio 2014) in: The Guardian: Isaac Newton. Breve storia delle equazioni. Estratto il: 9 maggio 2017 da The Guardian. theguardian.com.
2. Kane & Sternheim. "Fisico". Ed. Reverte. 1989.
3. Aguilar Peris & Senent "Matters of Physics" Ed. Reverte, 1980.
4. "Seconda legge di Newton" Estratto il: 9 maggio 2017 da The Physics Classroom all'indirizzo: physicsclassroom.com.
5. "Isaac Newton. Biografia "su: Biography.com Estratto il 9 maggio 2017 da Biography / Biography.com.
6. "Qual è la seconda legge di Newton?" a: Khan Academy Estratto da Khan Academy su: khanacademy.org.
7. "Leggi di Newton" presso SAEM Thales. Società andalusa di educazione matematica Talete. Estratto il: 9 maggio 2017 da thales.cica.es.