Si dicono grandezze vettoriali (es: velocità, spostamento, accelerazione, forza) quelle che possiedono:

Una grandezza scalare (es: massa) viene descritta solo mediante un numero.

Con il termine massa si indica la misura dell’inerzia di un corpo, ovvero della fatica che si incontra per metterlo e/o tenerlo in movimento. L’unità di misura della massa del Sistema Internazionale è il kilogrammo (kg).

Il modulo della forza si misura invece in Newton (N).

1 Newton corrisponde quindi alla forza che, applicata ad un corpo di massa 1 kg, gli imprime un’accelerazione di 1 m/s².

Il peso di un corpo si calcola invece moltiplicando la sua massa per l’accelerazione gravitazionale a cui il corpo è sottoposto.

Chiameremo allora forza peso la forza che attira tutti i corpi verso il centro della Terra.

Il Secondo Principio della Dinamica, illustrato da Newton (per questo è detto anche Legge di Newton) nella sua opera Philosophiae Naturalis Principia Matematica (1687), afferma che, applicando una forza ad un corpo, questo si muove di moto rettilineo uniformemente accelerato, con un’accelerazione direttamente proporzionale alla forza applicata.

Essendo direttamente proporzionali, vorrà quindi dire che la forza si otterrà moltiplicando l’accelerazione per una costante, una grandezza scalare, costituita in questo caso dalla massa.

Avremo dunque:

Il sigma indica la somma rispettivamente delle forze non equilibrate del sistema preso in esame.

Prendono il nome di sistemi inerziali tutti i sistemi che si muovono di moto rettilineo uniforme o che rimangono in stato di quiete l’uno rispetto all’altro.

I sistemi che invece accelerano l’uno rispetto all’altro vengono detti non inerziali.

In questi ultimi vediamo comparire degli effetti che interpretiamo introducendo forze apparenti che in realtà non esistono e che vengono avvertite solo dal sistema stesso.

Da un punto di vista esterno sono invece interpretabili alla luce del primo principio della dinamica (un corpo si muove di moto rettilineo uniforme o rimane in stato di quiete finché non interviene una forza a modificare il suo stato).

La meccanica è la branca della fisica che si interessa al moto dei corpi.

La meccanica comprende a sua volta la cinematica, la statica e la dinamica:

Uno dei vari tipi di moto preso in esame dalla meccanica è il moto armonico.

Prende il nome di moto armonico un moto in cui l’accelerazione è direttamente proporzionale allo spostamento ed ha verso opposto.

L’accelerazione si otterrà quindi moltiplicando lo spostamento negativo per una costante, che, in questo caso, corrisponderà al quadrato della velocità angolare ().

Il moto armonico è la proiezione sul diametro di un punto che si muove di moto circolare uniforme.

Osserviamo un pendolo che oscilla partendo dalla sua posizione di equilibrio, indicata col tratteggio.

In questo caso il sistema è sottoposto a 2 forze: la forza peso e la tensione del filo.

Scomponiamo la forza peso lungo 2 direzioni, una parallela ed una perpendicolare al moto e troviamo la risultante.

Congiungiamo P// e P e lo spostamento con la posizione iniziale per ottenere i due triangoli simili 1 e 2.

Essi hanno infatti entrambi un angolo retto e i due angoli alfa e alfa primo congruenti, poiché hanno i lati paralleli.

Impostiamo ora la proporzione

l : P = s : P//

poiché le due ipotenuse l e P sono opposte ad angoli congruenti.

Avremo quindi:

Mentre "l", "m" e "g" sono costanti, osservando la figura, vediamo come lo spostamento e P// abbiano verso opposto.

Dedurremo quindi che l’accelerazione del moto del pendolo, oltre ad essere direttamente proporzionale allo spostamento, avrà anche verso opposto.

Ci troviamo quindi di fronte, anche in questo caso, ad un moto armonico.

Per calcolare il periodo del moto del pendolo ricorriamo a questa formula:

da cui applichiamo la formula inversa per trovare l’accelerazione di gravità:

Queste formule sono tuttavia valide solo per piccole oscillazioni.

Infatti soltanto le oscillazioni minori di circa 10° sono

Le grandi oscillazioni sono invece solo complanari e vengono definite anarmoniche.

Il più famoso esempio di applicazione del pendolo è costituito dall’esperimento di Jean Bernard Léon Foucault.

È evidente che le misurazioni rilevate sono state influenzate dalla presenza degli errori.

Esistono due tipi di errori:

Quando si sommano o si sottraggono due misure che presentano un margine di errore, esso andrà sommato nel risultato.

Es. 10±1 - 5±1 = 5±2

Quando si moltiplica una misura che presenta un margine di errore per uno scalare, anche l’errore andrà moltiplicato per lo scalare.

Es. 2 (10±1) = 20±2

Nel corso del nostro esperimento, la maggiore fonte di errore è stata il tempo di reazione impiegato per avviare e fermare il cronometro analogico mediante l’apposito pulsante.

Prende invece il nome di scarto percentuale la percentuale che indica il rapporto tra la differenza della misura più grande rilevata e di quella più piccola e la misura più grande.

Quanto più piccolo sarà lo scarto, tanto più la misurazione sarà accurata.

In generale, se lo scarto è inferiore al 20% circa, le misurazioni sono da ritenersi attendibili.

Per mezzeria di un’asta si intende la linea immaginaria che la divide in due sezioni perfettamente equivalenti.

Il baricentro di una sfera coincide invece con il centro di distribuzione della sua massa e con il suo centro di simmetria geometrica, essendo la sfera omogenea.