La **forza** è definita come un'interazione che può modificare lo stato di moto di un oggetto. Si dice che quando per un dato corpo di osserva una data accelerazione, su di esso agisce una forza che è data dalla relazione di Newton; in altri termini si assume la **Legge di Newton** come definizione della forza. **Seconda legge della dinamica:** =="Un corpo su cui agisce una forza F subisce un'accelerazione ad essa proporzionale, diretta lungo la direzione della forza; la costante di proporzionalità è detta massa inerziale"== $ \color {green} \vec F = m\vec a$ *Si misura in Newton $(N=kg\cdot m\cdot s^{-2})$* #### Interazioni fondamentali Esistono in natura delle interazioni che chiamiamo fondamentali, le leggi che descrivono queste interazioni hanno un carattere primario, nel senso che sono manifestazione di una teoria fondamentale che rende conto di tutti i fenomeni fisici. Le interazioni fondamentali sono quattro: - **Interazione gravitazionale**: Questa è l'interazione responsabile dell'attrazione tra masse. È la forza che tiene i pianeti in orbita attorno al Sole e determina la caduta di oggetti. È descritta dalla legge di gravitazione universale di Newton. - **Interazione elettromagnetica**: Questa interazione agisce tra cariche elettriche. Includendo fenomeni come la forza tra cariche elettriche e il magnetismo, è descritta dalle equazioni di Maxwell. È responsabile di fenomeni come la luce, l'elettricità e il magnetismo. - **Interazione nucleare forte**: Questa forza opera a livello subatomico, mantenendo insieme i nucleoni (protoni e neutroni) all'interno del nucleo atomico. È una delle forze più forti ma agisce solo a brevissime distanze. - **Interazione nucleare debole:** Questa forza regola alcuni processi di decadimento nucleare. È responsabile, ad esempio, del decadimento beta in cui un neutrone si trasforma in un protone emettendo un elettrone Pur non facendo parte delle interazioni fondamentali, necessitano inoltre una trattazione approfondita le [[Reazioni vincolari|reazioni vincolari]] #### Esempi di forze ##### Forza peso **La forza peso** è l'attrazione gravitazionale che la Terra (o qualsiasi altro corpo celeste) esercita su un oggetto che si trova nelle sue vicinanze ed è sempre diretta verso il centro della Terra. Il modulo della forza peso su un oggetto di massa (m) è data dalla relazione: $ \vec F_{peso}=m\vec a=m\vec g$ Dove: - m è la massa dell'oggetto - g è l'accelerazione di gravità locale => g = 9,81 m/s^2 *L'accelerazione di gravità g è solitamente approssimata sulla superficie terrestre, ma può variare in diverse località a causa di fattori come l'altitudine e la geografia.* *È importante notare che la forza peso è una forza vettoriale, il che significa che ha sia una magnitudine che una direzione. La direzione è verso il basso, verso il centro della Terra.* ##### Forze di trazione La **tensione** di una fune è la forza di trazione che essa esercita quando è tesa in una data situazione. Nella condizione ideale parliamo di fune ideale: la massa della fune è trascurabile, la fune è inestensibile e di conseguenza la tensione della fune è di intensità uguale in ogni suo punto. $ T(x+dx)-T(x)=dm\cdot a =0 $ ##### Forza elastica La **forza elastica è una forza di richiamo**, ossia diretta in ogni punto verso un punto O di equilibrio in cui la forza è nulla, che ha un intensità proporzionale alla distanza dal suo punto di applicazione dal punto 0 . $ \boldsymbol{F}(x)=-k x \boldsymbol{u}_{\boldsymbol{x}} \quad \operatorname{con} k=\text { costante elastica }(N \backslash m) $ *Un sistema fisico che fornisce una forza di questo tipo è chiamato molla elastica.* Una molla ha una sua lunghezza di riposo, se la molla si trova in questa posizione non è presente alcuna forza elastica, ma se poniamo in trazione la molla essa si allungherà di un certo spostamento $x$, esercitando una forza di richiamo proporzionale alla lunghezza della deformazione, che tende a riportarla alla sua lunghezza di riposo. Un oggetto di massa $m$ su cui agisce unicamente una forza elastica compie un [[Moto armonico]]: $ x(t)=A \operatorname{sen}(\omega t+\phi) $ *Il corpo oscillerà tanto più rapidamente quanto più intensa è la forza e quanto minore è la sua [[Massa inerziale]].*