IL SECONDO PRINCIPIO DELLA DINAMICA
Il secondo principio della dinamica prende in considerazione in che modo l’intensità della forza che agisce su un corpo e la massa di quest’ultimo influiscono sull’accelerazione che il corpo subisce, cioè come lo stato di moto o di quiete di un corpo varia a seconda della sua massa e della forza applicata.
Spingendo, per esempio, un carrello di un supermercato (4), possiamo verificare che applicando sempre la stessa forza esso si muove sempre più velocemente, cioè accelera in modo costante. Se però ne aumentiamo la massa, riempiendolo con altri prodotti, e lo spingiamo con la medesima forza, produciamo un’accelerazione minore; per ottenere la stessa accelerazione, infatti, serve una forza maggiore.
Forza applicata, massa del corpo e accelerazione sono legate tra loro da una relazione
che è espressa dal secondo principio della dinamica. Questo principio, chiamato anche legge di azione delle forze (poiché descrive le relazioni tra le forze applicate ai corpi e il loro movimento) afferma che una forza (F) applicata a un corpo gli imprime
un’accelerazione (a) direttamente proporzionale all’intensità della forza e inversamente
proporzionale alla massa del corpo (m).
L’accelerazione impressa a un corpo da una forza, quindi, aumenta in modo direttamente proporzionale all’intensità della forza stessa (per esempio raddoppia o triplica al raddoppiare o al triplicare della forza) e diminuisce in modo inversamente proporzionale alla massa del corpo (per esempio si dimezza al raddoppiare della massa o diventa un terzo al triplicare della massa).
Dalla formula che esprime l’accelerazione si ricavano le formule inverse, ossia la formula che consente di calcolare la forza (F) che sta agendo su un corpo di cui si conoscono la massa (m) e l’accelerazione (a):
E la formula con cui si può calcolare la massa di un corpo conoscendo la forza applicata e l’accelerazione prodotta:
