Note del corso di Fisica Matematica A

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Generalità sui sistemi e grandezze meccaniche
3.1 Concetti e postulati fondamentali della meccanica
3.1.1 Forza
Assumeremo come primitivo il concetto di forza dove intenderemo per forza ogni ente fisico
capace di modificare il moto o lo stato di quiete di un punto materiale rispetto ad un
dato osservatore e lo rappresenteremo matematicamente come un vettore applicato (P,F) in cui
P è il punto di applicazione della forza e F è un vettore. È possibile misurare la forza attraverso un
dinamometro, la direzione del dinamometro coincide con la direzione della forza, ha verso opposto e
l’elongazione del dinamometro è proporzionale alla intensità della forza.
Sovrapposizione degli effetti di forze simultanee
Qualunque sia il numero delle forze agenti sopra un punto materiale (vettori applicati nel punto),
esse sono sempre sostituibili, nei riguardi del moto del punto, con un’unica forza, rappresentata dalla
loro risultante geometrica, che si dice forza totale applicata al punto.
3.1.2 Leggi di Newton
Enunciamo ora le seguenti 3 leggi della Meccanica che hanno evidenza sperimentale. Queste leggi
derivano, sostanzialmente, con quelle poste da Newton (per una analisi delle leggi di Newton, della
definizione di forza e di massa è opportuno approfondire mediante testi opportuni, ad es. E. Mach
”La Meccanica nel suo sviluppo Storico Critico”).
i. Il Primo principio della Meccanica postula l’esistenza di almeno un riferimento (O;x,y,z),
detto riferimento assoluto, tale che un punto materiale che si trovi ”lontano” dagli altri oggetti
dell’universo risulti sottoposto a forza nulla in tale sistema di riferimento. Per definizione di
forza segue che tale punto sarà in quiete rispetto a tale riferimento. Questo riferimento si
identifica sperimentalmente con un riferimento solidale con la terra in prima approssimazione; con
precisione maggiore sono assoluti i sistemi di riferimento solidali con il Sole, con le stelle avente
origine in una ”stella fissa” e con assi orientati verso altre tre ”stelle fisse”, etc.. Si definiscono
usualmente come forze assolute o vere le forze che agiscono su un punto materiale osservato in
questo riferimento.