Seconda legge di Newton

 

ALCUNE FORZE PARTICOLARI

La forza gravitazionale Fg agente su un corpo è la forza che lo attrae verso un secondo corpo ( che è di solito la Terra). Supponiamo che il corpo di massa m, sia in caduta libera con accelerazione di gravità  di modulo g. Trascurando quindi la presenza dell'aria, la sola forza che agisce sul corpo è quella gravitazionale Fg. Possiamo quindi mettere in relazione questa forza diretta verso il basso con l'accelerazione di gravità mediante la seconda legge di Newton (F=ma):
-Fg=(m)(-g) → Fg=mg
In altre parole, il modulo della forza gravitazionale è uguale al prodotto di mg. Questa stessa forza agisce sul corpo anche quando non è in caduta libera ma su tutti gli oggetti terrestri. Il peso P, di un corpo, invece, è il modulo della forza netta (Fnet) richiesta per evitare che il corpo cada e quindi controbilanciare la forza di gravità agente su quel corpo. Supponiamo che il modulo di questa forza gravitazionale sia 2 N, allora il modulo della forza che dobbiamo applicare per controbilanciare darà 2 N, e quindi il peso della palla è 2 N:     P=Fg → P=mg
Se ci sdraiamo su di un materasso, la Terra “ci tira giù” ma noi restiamo fermi. La ragione sta nell'elasticità del materasso, che si deforma schiacciandoci verso il basso a causa della nostra presenza e simultaneamente ci sostiene spingendoci verso l'alto nel tentativo di riguadagnare la sua forma naturale. Questa spinta che il materasso esercita su di noi è detta forza normale e di solito si indica con N. Il nome si riferisce all'accezione matematica della parola normale che significa “perpendicolare”. Le forze Fg e N sono le sole due forze che agiscono su di noi e sono entrambi dirette verticalmente. Scriviamo dunque la seconda legge di Newton (Fnet,y=may): N-Fg=may siccome Fg=mg avremo N-mg=may. Di conseguenza il modulo della forza normale è:
N=mg+may=m(g+ay)
Se non si sta accelerando rispetto al terreno avremo: ay=0 quindi N=mg. Se facciamo scivolare, o tentiamo di far scivolare, un corpo su di una superficie, contro questo moto fa resistenza un vincolo che si stabilisce fra il corpo e la superficie. La resistenza è considerata come una singola forza f, detta forza di attrito, o più semplicemente attrito. La forza agisce parallelamente alla superficie ma in verso opposto alla direzione del moto desiderato.