Quali forze stai applicando?

Fisica

INTRODUZIONE

La dinamica (dal greco “dynamis”, forza) è quella parte della meccanica che si occupa di studiare la relazione tra le forze e gli effetti che esse causano su un corpo. In fisica, una forza è qualsiasi causa capace di modificare lo stato di quiete o di moto di un corpo, qualsiasi interazione che cambia il movimento di un oggetto (spingere o tirare). Più semplicemente, se tiriamo o spingiamo un corpo su di esso “applichiamo una forza”. Quindi il moto di un corpo è il risultato della sua interazione con i corpi circostanti.

Inoltre in Fisica una grandezza vettoriale (o grandezza fisica vettoriale) è una grandezza fisica caratterizzata da una direzione, un verso e una intensità, descritta quindi da un vettore, in contrapposizione ad una grandezza scalare, che è caratterizzata solamente dall'intensità, un unico numero chiamato scalare.

La forza è simboleggiata dalla lettera F.

Il newton (simbolo: N) è l'unità di misura della forza; fa parte delle unità di misura derivate del Sistema internazionale di unità di misura (SI). Viene definita come la quantità di forza necessaria per imprimere a un chilogrammo di massa un'accelerazione di un metro al secondo quadrato.

La seconda legge di Newton dice che quando una forza costante agisce su una massa, ne provoca l'accelerazione, ovvero la variazione della sua velocità, a velocità costante e cioè “Se un corpo agisce una forza o un sistema di forze, la forza risultante applicata al corpo possiede direzione e verso della sua accelerazione e, in modulo, è direttamente proporzionale al modulo la sua accelerazione”.

La seconda legge di Newton dice che quando una forza costante agisce su una massa, ne provoca l'accelerazione, ovvero la variazione della sua velocità, a velocità costante e cioè “Se un corpo agisce una forza o un sistema di forze, la forza risultante applicata al corpo possiede direzione e verso della sua accelerazione e, in modulo, è direttamente proporzionale al modulo la sua accelerazione”.

La costante di proporzionalità tra queste due grandezze è la massa (detta appunto inerziale), grandezza specifica di ciascun corpo.
Questa legge può essere enunciata mediante l’equazione

a=F/ m

dove F è la risultante delle forze agenti sul corpo, m è la massa dello stesso, e a è l’accelerazione cui è soggetto.

 

Tavola 1: Tipi di Forze

Tipi di Forze

Descrizione

Forza applicata a un corpo

Una forza che viene applicata a un oggetto da qualcuno o qualcosa.

Forza gravitazionale

La forza con cui la Terra, la luna e altri oggetti massicci attraggono un altro oggetto verso di sé. Tutti gli oggetti sulla Terra sperimentano una forza di gravità che è diretta verso il centro della Terra (verso il basso).

Forza normale

È la forza di supporto esercitata su un oggetto che è in contatto con un altro oggetto stabile.

Forza di attrito

È una forza che si oppone al movimento o allo spostamento di un corpo su una superficie

Forza di resistenza dell’aria

È un tipo di forza di attrito che è generata dall’aria sui corpi che si muovono in essa.

Forza di tensione

È la forza esercitata da una corda, un filo, un cavo e simili su uno o più oggetti. Qualsiasi cosa tirata, appesa, sorretta o fatta oscillare è soggetta alla forza di tensione. Come ogni altra forza, la tensione può far accelerare un oggetto o deformarlo

Forza elastica


E’ la forza generata da una molla che viene allungata o compressa: è una forza direttamente proporzionale all'elongazione.

 

 

Figura 1: Newton’s second law of motion. Fonte: https://courses.lumenlearning.com/physics/chapter/4-3-newtons-second-law-of-motion-concept-of-a-system/

COMPITO

Lo scopo di questo WebQuest è quello di apprendere i sette tipi di forze, fornendo agli studenti le conoscenze essenziali da utilizzare per essere in grado di risolvere, applicando le leggi della fisica, anche problemi quotidiani. Alla fine di questa esperienza didattica, gli studentI saranno in grado di capire cos'è una forza e le varie forme in cui essa si presenta. Inoltre, avranno modo di comprendere la seconda legge del moto di Newton e le sue applicazioni nella vita quotidiana.

PROCESSO

Step 1: Cari studenti, seguite le indicazioni che vi vengono proposte.

Passaggio 1: Completare la tabella che segue con i diversi tipi di forze.

Cerca su Internet e YouTube per trovare video che spiegano i diversi tipi di forze in base alla tabella.

Quindi identifica 4 forze che hai di solito intorno a te e completa la tabella sottostante.

Potrebbe essere necessario guardare più di un video e più di una volta per rispondere alle domande della tabella.

#

TIPO DI FORZA

DEFINIZIONE

ESEMPIO

VIDEO

1.      

       

2.      

       

3.      

       

4.      

       

 

Step 2: Impatti delle forze

In questo passaggio, cercheremo di esplorare gli impatti di una forza specifica su un oggetto con piccoli esperimenti domestici. Completa la tabella rispondendo alle domande.

Experiment

Question

Type of force

Prendi una palla e siediti sopra.

Cosa osservi sulla forma della palla?

Che tipo di forza applichi?

Prendi un filo e lega un bordo su un tavolo. Tira lentamente la corda dall'altro bordo. Tira più forte che puoi.

Cosa osservi sul filo?

Che tipo di forza/forze applichi?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ora prova a riempire la tabella sopra con i tuoi esperimenti!

CONCLUSIONI

Questa WebQuest ha lo scopo di facilitare la comprensione delle forze in fisica anche al fine di spiegare come è possibile applicare quanto appreso per risolvere problemi quotidiani.

Gli studenti hanno la possibilità di sviluppare un approccio alle leggi del moto di Newton, in particolare della seconda legge, anche attraverso l’osservazione del sistema delle Forze nella loro realtà quotidiana.

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Il sostegno della Commissione europea alla produzione di questa pubblicazione non costituisce un’approvazione del contenuto, che riflette esclusivamente il punto di vista degli autori, e la Commissione non può essere ritenuta responsabile per l’uso che può essere fatto delle informazioni ivi contenute.

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