Il Terzo Principio della Dinamica Roberto Morroi

1. Il Terzo Principio della DinamicaRoberto Morroi La Fisica di-squisita

2. Enunciato “Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria” meglio: “Se un oggetto esercita una forza su un secondo oggetto, quest’ultimo esercita sul primo una forza uguale e opposta sul primo” La Fisica di-squisita

3. Fmanooggetto FTerraoggetto FTerraoggetto FoggettoTerra Misconcetti • Enunciato alternativo: “Le forze agiscono in coppia uguali in intensità e opposte in direzione” • Per un oggetto tenuto in una mano • In caduta libera • La forza uguale e contraria a FTerraOgg.è • Quale è, allora, la forza che è uguale e opposta alla forza che la mano esercita sull’oggetto? La Fisica di-squisita

4. Foggettomano • Evidentemente (!?!): “La forza di contatto dell’oggetto sulla mano” • Le forze accoppiate agiscono sempre su oggetti, diversi mai sullo stesso • Si possono eliminare le pseudo-forze dai diagrammi se esse non si riescono a trovare (es: poiché la forza di un oggetto sull’inerzia non esiste, allora non esiste anche la forza di inerzia che agisce sull’oggetto). • Carrello spinto in salita: chi esercita la forza maggiore, l’uomo o il carrello? La Fisica di-squisita

5. Osservazioni e punti critici • Forze da oggetti inanimati: “come può il tavolo esercitare una forza sul libro?” • Anche gli oggetti rigidi si deformano (anche un foglio di carta deforma il tavolo….), esistono, cioè, forze atttive e passive • Il Terzo Principio non vale solo per le forze di contatto ma anche per le forze a distanza (esperimento con due carrelli e due dinamometri con due corpi carichi elettricamente o due calamite, esperimento di Newton con calamite e carrelli) La Fisica di-squisita

6. Accorgimenti • Forse una migliore comprensione del Terzo Principio può essere ottenuta da una maggiore cura nella rappresentazione dei diagrammi di forza: • Devono essere disegnati entrambi gli oggetti; • Ogni forza deve essere descritta (a fianco al diagramma) • Ogni coppia di forze deve essere chiaramente individuata con la notazione Fagenteoggetto per eliminare le pseudo-forze (es: di inerzia o centrifuga). La Fisica di-squisita

7. L’Actio-Reactio Apparatus (A-R-A) La Fisica di-squisita

8. Uso dell’A-R-A • Sfida: usando l’A-R-A sperimentare le situazioni in cui la terza legge vale e quelle in cui sembrerebbe non valere. • Quattro scenari: • Statico • Con velocita costante • Con accelerazione costante • Con accelerazione non costante (collisioni o esplosioni) La Fisica di-squisita

9. Scenario statico La Fisica di-squisita

10. Risultati (FMCE) La Fisica di-squisita

11. Terza legge all’incrocio La Fisica di-squisita

12. I magneti, la simmetria e la Terza legge di Newton La Fisica di-squisita

13. Il Terzo principio e la bilancia La Fisica di-squisita

14. Asta rigida o molla slinky A B Il Terzo Principio non vale “sempre” • Il terzo Principio non vale istante per istante ma strato di materia per strato di materia (è necessario un tempo di propagazione della forza tra due corpi non a contatto evidenziabile, per esempio, con una molla slinky) La Fisica di-squisita

15. Quarta legge di Newton “Il peso di un oggetto, specialmente se esso è particolarmente pesante, è proporzionale al tempo per il quale lo trasporti” La Fisica di-squisita

16. Bibliografia • A. B. Arons – Guida all’insegnamento della Fisica – Zanichelli – 1996 • M. J. Hughes - How I misunderstood Newton Third Law – The Physics Teacher, Vol. 40, Settembre 2002 • H. Pfister – The Actio-Reactio Apparatus - The Physics Teacher, Vol. 40, Settembre 2002 • V: F. Walters, D. D. Dreyfuss - A quick demonstration of Newton’s third law - The Physics Teacher, Dicembre 1972, p.531 • E. McFarland – Newton Third Law at a trafic intersection - The Physics Teacher, Maggio 1990, p. 315 • R. Chasnov, L. Overcast - Magnet simmetry and Newton’s third law - The Physics Teacher, Febbraio 1990, p. 112 • I. MacInnes, R. McPherson - An illustration of Newton’s third law – Vol. 34, Ottobre 1996 La Fisica di-squisita