FORZE. introduzione. Approssimativamente possiamo dire che una forza è: una spinta. o un tirare

Transcript

1 introduzione Le forze sono grandezze fisiche che non sono una caratteristica di un oggetto ma riguardano il modo con cui gli oggetti interagiscono tra di loro 1

2 introduzione Approssimativamente possiamo dire che una forza è: una spinta o un tirare 2

3 introduzione Possiamo avere forze che agiscono per contatto e forze che agiscono a distanza 3

4 Forze per contatto 4

5 Forze per contatto 5

6 Forze a distanza La forza peso o semplicemente peso 6

7 Forze a distanza Ad esempio il magnete 7

8 definizione Come si definisce una forza: Grandezza che deforma i corpi Grandezza che provoca un cambiamento di velocità 8

9 Unità di misura della forza Nel Sistema Internazionale S.I la forza si misura in Newton In passato l unità di misura era il Kilogrammo-peso, cioè la forza con cui la terra attira una massa di un Kg. Questa forza però dipende dall altitudine. In pratica si assume 1Kgp = 9,8 N 9

10 composizione La forza è una grandezza vettoriale e quindi si compone come tutte le grandezze vettoriali F Quindi si rappresenta come un vettore e si comporta allo stesso modo 10

11 VETTORI Esempio forze Una persona che spinge una cassa applicando una forza orizzontale Si muoverà in orizzontale 11

12 VETTORI esercizi Un altra persona spinge una cassa applicando una forza verticale Si moverà in verticale 12

13 VETTORI esercizi Se entrambe applicano le forze allo stesso corpo come si muoverà? 13

14 VETTORI esercizi Si muoverà secondo la risultante delle due forze 14

15 VETTORI Scomposizione di un vettore Consideriamo una forza che si esercita tramite un filo o catena, come la catena del cane in figura. Questa forza possiamo pensarla dovuta a due catene che tirano una in verticale e una in orizzontale verso destra F Fv Fo Fv : forza verticale Fo : forza orizzontale Queste due forze si chiamano componenti e si ottengono dalla scomposizione della forza F Fv F Fo 15

16 esempio F1 Il disco rosso viene tirato dalle 3 forze, in quale direzione si muove? F2 F3 16

17 esempio F1 F2 R F3 17

18 Misura di una forza Per misurare una forza si utilizza la deformazione che essa provoca. Se prendiamo una molla, l allungamento provocato da una forza è proporzionale alla forza stessa 18

19 Misura di una forza l : lunghezza iniziale 0 l lunghezza con il p peso l : allungamento 19

20 Misura di una forza Concretamente come si misura Consideriamo una forza come il peso Ad un peso p corrisponde un allungamento L Ad un peso 2p corrisponde un allungamento 2L 20

21 21

22 esempio Peso ( N) Lunghezza (cm) Allungamento (cm) Peso (y) Peso (y) N All. (x) cm Facendo una tabella allungamento peso, otteniamo una proporzionalità diretta All. (x) 22

23 Peso (y) N All. (x) cm Legge di Hooke Il rapporto Y/X è costante peso Allungamento = costante il rapporto Peso( forza)/allungamento Si chiama costante elastica K della molla P l = K Peso (y) Nel nostro caso: All. (x) P/a = 1/1.1 = 0.9 = K 23

24 La legge di Hooke dice che Legge di Hooke Se a una molla di costante elastica k si applica una forza, l allungamento l è direttamente proporzionale alla forza F In formula: F = k a 24

25 Legge di Hooke La legge di Hooke è valida per un certo intervallo dell'allungamento,che dipende dalle caratteristiche del materiale, oltre si deforma e per l'elasticità 25

26 Misura di una forza Peso (y) N All. (x) cm Con la tabella o il grafico possiamo misurare una qualsiasi forza. Infatti dato un peso (forza) di cui non conosciamo il valore dall allungamento di questo possiamo risalire al peso 26

27 Misura di una forza Peso (y) N 3,6 Esempio: Se la nostra forza non conosciuta produce un allungamento di 4 cm All. (x) cm Dal grafico a 4 corrisponde una forza di 3,6 N 27

28 Misura di una forza Lo stesso si può ottenere utilizzando la formula: a = 4 P a = K P/a = 0.9 N/cm = K P = 0.9 a = 0.9 N/cm 4 cm = 3.6 N 28

29 Formula inversa Con la definizione della costante elastica possiamo ricavare diverse cose con la formula inversa K = F (P) a a F = = K F K a 29

30 dinamometro Quindi possiamo misurare una forza con una molla di cui conosciamo il grafico o la costante elastica cioè abbiamo tarato la molla Lo strumento fatto con una molla tarata si chiama Dinamometro Si dice Taratura di un dinamometro la determinazione dell allungamento della molla prodotto da forze di valore noto 30

31 L Esercizi filmato a ( L) (allungamento) P P/a 3.58 ========= ==== ==== ==== 31

32 Esercizi L a P (F) P/a (0.27)

33 Esercizi L a P (F) P/a (0.27) (0.27)

34 Esercizi L a P (F) P/a (0.27) (0.27) (0.26) (0.27) (0.27)

35 Esercizi Una molla si allunga di 6 cm quando ad essa è applicata un peso di 12 N. Quanto vale la costante elastica della molla? La costante elastica di una molla è di 0.5 N/cm, se con una forza si allunga di 3,2 cm quanto vale la forza applicata? 35

36 Forza ( N) 10 8 Esercizi Di quanto si allunga la molla se applico una forza di 2N? Quale peso è applicato se l allungamento è di 5 cm All ( cm) 36