LA FORZA...SIA CON TE!
CHE COS'E' LA FORZA? E' UNA GRANDEZZA FISICA VETTORIALE. L'UNITA' DI MISURA NEL S.I. E' IL "NEWTON" ( N ), DAL CELEBRE SCIENZIATO INGLESE ISAAC NEWTON, CHE NE HA STUDIATO LE LEGGI, PUBBLICATE NEI "PRINCIPIA". SI DICE CHE: UNA FORZA APPLICATA AD UN CORPO PUO' PROVOCARNE UNA VARIAZIONE DELLO STATO, SIA ESSO DI QUIETE O DI MOTO.
SCALARE evettoriale SI DICE SCALARE UNA GRANDEZZA FISICA RAPPRESENTATA SOLO DA UN NUMERO, IL VALORE DELLA GRANDEZZA, ACCOMPAGNATO DALL'UNITA' DI MISURA SI DICE VETTORIALE UNA GRANDEZZA FISICA RAPPRESENTATA DA UN VETTORE, IN CUI OLTRE AL VALORE DELLA GRANDEZZA SONO IMPORTANTI DIREZIONE E VERSO NE ABBIAMO GIA' PARLATO QUANDO ABBIAMO CONFRONTATO MASSA (SCALARE) E PESO ( VETTORIALE). PER INDICARE CHE UNA GRANDEZZA VETTORIALE SI DISEGNA UNA FRECCIA SOPRA IL SUO SIMBOLO : F
VETTORI IN MATEMATICA E IN FISICA UN VETTORE E' RAPPRESENTATO DA UNA FRECCIA. SI DISTINGUONO 3 CARATTERISTICHE FONDAMENTALI: INTENSITA' O MODULO : E' IL NUMERO ASSOCIATO AL VETTORE; LA LUNGHEZZA DELLA FRECCIA E' PROPORZIONALE A QUESTO VALORE. DIREZIONE : E' DATA DALLA RETTA A CUI APPARTIENE IL VETTORE; VERSO : E' INDICATO DALLA FRECCIA
RISULTANTE DELLE FORZE SE SU UN CORPO AGISCONO PIU' FORZE, L'EFFETTO SULLO STATO DEL CORPO SARA' DATO DALL' INSIEME DEGLI EFFETTI DELLE SINGOLE FORZE. LA SOMMA (VETTORIALE) DELLE FORZE CHE AGISCONO SU UN CORPO E' DETTA RISULTANTE DELLE FORZE : R = Ʃ F LA SOMMA VETTORIALE NON E' LA SEMPLICE SOMMA DEI VALORI DELLE FORZE: DIPENDE ANCHE DA DIREZIONE E VERSO. DOBBIAMO QUINDI SAPERE COME SI ESEGUE LA SOMMA DI DUE VETTORI.
SOMMA DI VETTORI (1) CONSIDERIAMO DUE FORZE F1 ED F2 APPLICATE AD UNO STESSO CORPO, AVENTI STESSA DIREZIONE E STESSO VERSO. + = = LA RISULTANTE E' UNA FORZA CON STESSA DIREZIONE E VERSO, AVENTE PER MODULO LA SOMMA DEI MODULI.
SOMMA DI VETTORI (2) CONSIDERIAMO ORA DUE FORZE F1 ED F2 APPLICATE AD UNO STESSO CORPO, AVENTI STESSA DIREZIONE MA VERSO OPPOSTO. + = = LA RISULTANTE E' UNA FORZA CON STESSA DIREZIONE, VERSO UGUALE AL VETTORE MAGGIORE, MODULO UGUALE ALLA DIFFERENZA DEI MODULI.
OSSERVAZIONE SITUAZIONE PARTICOLARE DELLA SOMMA PRECEDENTE : DUE FORZE APPLICATE AD UNO STESSO CORPO, AVENTI STESSA DIREZIONE, VERSO OPPOSTO E STESSO MODULO. + = = 0 LA RISULTANTE DELLE FORZE E' UN VETTORE NULLO! VEDREMO TRA POCO CHE QUESTO CASO PARTICOLARE HA UN SIGNIFICATO FISICO MOLTO IMPORTANTE.
SOMMA DI VETTORI (3) CONSIDERIAMO INFINE DUE FORZE APPLICATE AD UNO STESSO CORPO, MA AVENTI DIVERSA DIREZIONE. + = = LA RISULTANTE DELLE FORZE E' LA DIAGONALE DEL PARALLELOGRAMMA AVENTE PER LATI LE DUE FORZE.
STATO DI UN CORPO SE UN CORPO E' FERMO, OVVERO SE LA SUA VELOCITA' E' ZERO, SI DICE CHE IL CORPO SI TROVA IN UNO STATO DI QUIETE. SE UN CORPO E' IN MOVIMENTO, ALLORA SI TROVA IN UNO STATO DI MOTO. IN PARTICOLARE SI PARLA DI : MOTO RETTILINEO : SE IL MOTO AVVIENE LUNGO UNA RETTA MOTO UNIFORME : SE LA VELOCITA' E' COSTANTE OSSERVAZIONE: PER STABILIRE LO STATO DI UN CORPO E' IMPORTANTISSIMO SCEGLIERE CHI OSSERVA IL CORPO, OVVERO IL SISTEMA DI RIFERIMENTO. OSSERVATORI DIVERSI POTREBBERO DESCRIVERE IL CORPO IN MODO PARZIALMENTE DIVERSO (ES. : IL PASSEGGERO DI UN TRENO IN VIAGGIO...)
EFFETTI DELLE FORZE CONSIDERIAMO FINALMENTE COSA ACCADE AD UN CORPO SE SU DI ESSO SI ESERCITANO DELLE FORZE. DUE SONO I CASI POSSIBILI: SE LA RISULTANTE DELLE FORZE E' ZERO, IL CORPO MANTIENE IL SUO STATO INIZIALE. IN QUESTO CASO SI PARLA DI EQUILIBRO. ALTRIMENTI CAMBIA LO STATO DEL CORPO, E PRECISAMENTE CAMBIA LA SUA VELOCITA': SE E' FERMO PUO' METTERSI IN MOTO, SE E' IN MOTO LA SUA VELOCITA' PUO' AUMENTARE O DIMINUIRE. LA FORZA APPLICATA CAUSA UN'ACCELERAZIONE DEL CORPO (= VARIAZIONE DELLA SUA VELOCITA').
PUNTO MATERIALE IN TUTTE LE RIFLESSIONI PRECEDENTI "DIMENTICATO" LA FORMA DEL CORPO A CUI SI APPLICANO LE FORZE. SAREBBE TROPPO COMPLICATO STUDIARE COSA ACCADE AD OGNI PUNTO DEL CORPO! IN FISICA SI PARLA DI "APPROSSIMAZIONE DI PUNTO MATERIALE" : IL CORPO VIENE IDENTIFICATO CON UN PUNTO DOTATO DELLA MASSA DEL CORPO. IN GENERE QUESTO PUNTO SI IDENTIFICA CON QUELLO CHE E' CHIAMATO BARICENTRO DEL CORPO.
MOMENTO DI UNA FORZA (cenno) IN TUTTE LE CONSIDERAZIONI FATTE, QUINDI, ABBIAMO CONSIDERATO SOLO FORZE APPLICATE AL BARICENTRO DI UN CORPO. E SE NON E' COSI'? PENSIAMO AD UNA PORTA, O AD UNA BILANCIA A DUE BRACCI O AD UNA STADERA... BISOGNA TENER CONTO ANCHE DELLA DISTANZA TRA IL BARICENTRO E IL PUNTO IN CUI E' APPLICATA LA FORZA. L'EFFETTO E' QUELLO DI UNA ROTAZIONE.
MOMENTO DI UNA FORZA (cenno) CONSIDERIAMO IL CASO SEMPLICE DI UN'ASTA, CON BARICENTRO B, E DI UNA FORZA F APPLICATA IN A E PERPENDICOLARE ALL'ASTA. B b A F LA DISTANZA "AB" E' CHIAMATA BRACCIO b. SI DEFINISCE MOMENTO M DELLA FORZA F IL PRODOTTO TRA LA FORZA E IL BRACCIO: M = F b IL MOMENTO HA VALORE POSITIVO SE DETERMINA UNA ROTAZIONE ORARIA; ALTRIMENTI E' NEGATIVO.
RISULTANTE DEI MOMENTI LA RISULTANTE DEI MOMENTI AGENTI SULLA BARRA E' LA SOMMA DI TUTTI I MOMENTI DELLE FORZE APPLICATE. COME PER LE FORZE, SI HA CHE: SE LA RISULTANTE DEI MOMENTI E' ZERO, IL CORPO NON CAMBIA IL SUO STATO. SI PARLA DI EQUILIBRIO. ALTRIMENTI IL CORPO CAMBIA IL SUO STATO, PRECISAMENTE VARIA LA SUA VELOCITA'.