Spiegare newton

Come spiegare a un alunno di terza media il concetto di newton (unità di misura)?
Bruno Brusadin
22 gennaio 2003
Premessa
Le grandezze fisiche sono introdotte per descrivere il comportamento della natura, ad esempio la velocità esprime lo spostamento di un oggetto rispetto al tempo trascorso. Le grandezze fisiche devono essere misurate per poter esprimere le leggi che le mettono in relazione tra loro. Per misurare una grandezza fisica occorrono strumenti adatti e un'unità di misura di riferimento. L'unità di misura della forza nel sistema internazionale, adottato per legge nel 1977 in Europa, è il newton.

La forza e il newton Per mettere in movimento una bicicletta occorre spingere sui pedali. Quando si smette di pedalare la bicicletta procede ancora per un certo tratto abbastanza lungo e poi si ferma. Se vogliamo fermarci in un preciso punto della strada, come ad esempio prima di un semaforo, dobbiamo azionare i freni.
Ecco tre esempi in cui l'oggetto (la bicicletta) cambia la sua velocità. Cambiare la velocità significa accelerare o decelerare ovvero imprimere un'accelerazione. Per fare questo occorre applicare delle forze. Dato che si deve utilizzare il Sistema Internazionale, utilizzeremo le unità di misura fondamentali: il metro (m) per lo spostamento, il secondo (s) per il tempo in cui avviene lo spostamento, il metro al secondo (m/s) per la velocità, il metro al secondo ogni secondo (m/s2) per l'accelerazione e il chilogrammo (kg) per la massa della bicicletta e del suo passeggero. Per la forza utilizzeremo il newton (N).

Come definiamo il newton?
La legge che mette in relazione la forza, la massa, il tempo e la variazione di velocità è la legge di Newton

forza = massa x accelerazione.

Questa legge ci permette di definire il newton: la forza di un newton è quella che, applicata per un secondo, fa variare di un metro al secondo la velocità di un corpo con massa di un chilogrammo,
1 N = 1 kg x 1 m/s2 .
Ad esempio, se vogliamo far raggiungere alla bicicletta, inizialmente ferma, una velocità di 10 m/s in 10 secondi dobbiamo spingere per 10 secondi con una forza di 80 newton se la massa della bicicletta e del suo passeggero è di 80 chilogrammo (se possiamo trascurare gli attriti).

Giorgio Häusermann Responsabile per la formazione pedagogica, Alta Scuola Pedagogica, Locarno, Svizzera

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