Vero o falso su leggi di Newton

Testo

Vero o falso?

• (a) Una forza nulla implica velocità nulla.
• (b) Se due forze hanno risultante nulla, il corpo può muoversi a velocità costante.
• (c) L’azione e la reazione si annullano a vicenda.
• (d) Il peso di un corpo cambia con la latitudine.
• (e) Su un corpo fermo non agiscono forze.

Soluzione

(a) FALSO. La seconda legge lega la forza risultante all’accelerazione, non alla velocità: $\vv{F} = m\,\vv{a}$. Se la risultante è nulla, allora $\vv{a} = 0$, cioè la velocità resta costante, ma non necessariamente nulla. Un corpo può muoversi indefinitamente di moto rettilineo uniforme in assenza di forze (principio d’inerzia). Confondere “velocità costante” con “velocità nulla” è l’errore aristotelico che Galileo e Newton hanno corretto.

(b) VERO. Risultante nulla significa $\vv{a} = 0$, quindi la velocità non cambia: se il corpo era già in movimento, prosegue a velocità costante (in modulo, direzione e verso). È esattamente il contenuto del primo principio. Quiete e moto rettilineo uniforme sono entrambi compatibili con risultante nulla.

(c) FALSO. Le forze del terzo principio (azione e reazione) hanno sì modulo uguale e verso opposto, ma agiscono su corpi diversi: l’azione su un corpo, la reazione sull’altro. Per annullarsi a vicenda due forze dovrebbero agire sullo stesso corpo. Proprio perché agiscono su corpi distinti, la coppia azione-reazione non produce mai equilibrio automatico e permette il moto (ad es. camminare, remare, il rinculo).

(d) VERO. Il peso è $P = mg$: la massa $m$ è invariante, ma l’accelerazione di gravità $g$ non è la stessa ovunque sulla Terra. A causa della forma non perfettamente sferica del pianeta (schiacciamento ai poli) e dell’effetto della rotazione terrestre, $g$ è leggermente maggiore ai poli ($\approx 9{,}83\;\text{m/s}^2$) che all’equatore ($\approx 9{,}78\;\text{m/s}^2$). Quindi lo stesso corpo pesa un po’ di più ad alte latitudini.

(e) FALSO. “Fermo” significa risultante nulla, non assenza di forze. Un libro sul tavolo è fermo, eppure su di esso agiscono la forza peso (verso il basso) e la reazione normale del tavolo (verso l’alto): due forze non nulle che si bilanciano. L’equilibrio è il risultato di forze che si compensano, non della loro assenza.

$\ev{\text{(a) F} \quad \text{(b) V} \quad \text{(c) F} \quad \text{(d) V} \quad \text{(e) F}}$

Collegamenti

Argomenti: Dinamica Concetti: Primo principio della dinamica · Seconda legge di Newton · Terza legge di Newton · Forza peso