Dinamica

Dinamica Ramo della meccanica che ha per oggetto lo studio del moto dei corpi, note le cause che l’hanno prodotto. Lo sviluppo di questa disciplina, come dell’intera meccanica, risale al XVII e XVIII secolo e si deve principalmente a Galileo Galilei e Isaac Newton. I tre principi da essi formulati, detti appunto principi della dinamica, permettono di determinare il moto di qualunque sistema meccanico, note le forze a esso applicate e la posizione occupata dal sistema all’istante iniziale. Non sono validi, invece, per sistemi dotati di velocità paragonabili alla velocità della luce, per i quali vanno apportate le correzioni relativistiche, e per i sistemi microscopici, per i quali valgono le leggi della meccanica quantistica.

Due grandezze fondamentali per lo studio della dinamica sono la forza e la massa. A livello intuitivo, la forza può essere considerata una spinta o una tensione, che si manifesta provocando deformazione o accelerazione. Altre grandezze importanti per l’analisi dinamica di un sistema sono l’energia e il lavoro.

La prima legge della dinamica, detta anche legge d’inerzia, stabilisce che, se la somma vettoriale delle forze che agiscono su un corpo è nulla, questo conserva il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme. Nella realtà i corpi in moto si fermano dopo poco tempo e non proseguono indefinitamente su una traiettoria rettilinea, come prescritto dal primo principio della dinamica; ciò è dovuto al fatto che su di essi agiscono sempre le forze di attrito, che si oppongono al moto, causandone il rallentamento e, infine, l’esaurimento.

La seconda legge del moto, o principio fondamentale della dinamica, stabilisce che una forza applicata a un corpo indeformabile gli imprime un'accelerazione a essa proporzionale, come espresso dalla relazione

F = ma.

La costante di proporzionalità di questa legge – m – è la massa inerziale del corpo, una misura della resistenza che esso oppone a qualunque variazione della propria velocità, ma anche dell'attrazione gravitazionale che esso esercita su tutti gli altri corpi dotati di massa. C'è un significato profondo nel fatto che le proprietà inerziali di un corpo e le proprietà gravitazionali siano determinate dalla stessa grandezza fisica: su questa osservazione Einstein ha basato la sua teoria generale della relatività.

La terza legge del moto, detta anche principio di azione e reazione, afferma che, quando un corpo esercita una forza su un secondo corpo, quest'ultimo reagisce con una forza uguale e contraria applicata al primo.