L’equilibrio di un corpo
Un corpo è in equilibrio statico quando, se inizialmente fermo, continua a rimanere fermo.
Quando un corpo è in equilibrio,la risultante delle forze a esso applicate è nulla.
I vincoli limitano le possibilità di moto dei corpi esercitando su di essi delle forze dette reazioni vincolari.
Si parla di reazioni perché le loro intensità dipendono di volta in volta dalle forze agenti. Si parla dicono
vincolari perché pongono dei limiti alla libertà di movimento.
Oggetto appoggiato su un tavolo:
il tavolo è un vincolo, perché impedisce all’oggetto di cadere
Un punto materiale è un oggetto di dimensioni molto piccole
rispetto al contesto a cui lo riferiamo
Pallina sul tavolo: punto materiale
Agiscono due forze: peso e reazione vincolare
La pallina è in equilibrio: le forze si compensano:
Quando un punto materiale è in equilibrio, la risultante di tutte le forze applicate è nulla.
Corpo esteso rigido (non deformabile) viene trattato come punto materiale se tutte le forze sono applicate
nello stesso punto, in particolare la forza peso e la reazione vincolare vengono considerate entrambe
concentrate nel baricentro.
Il baricentro di un corpo è un punto in cui si può pensare sia applicato il peso del corpo.
Corpo appoggiato su un piano inclinato senza attrito.
è equilibrato dalla reazione vincolare
:
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non è equilibrato e fa muovere l’oggetto lungo il piano:
Un corpo non in equilibrio può essere portato in equilibrio applicando una forza equilibrante uguale e
opposta alla risultante delle forze applicate:
Corpo di peso P su un piano inclinato senza attrito; la forza
equilibrante ha intensità:
Dato che h l perché sono rispettivamente il cateto e l’ipotenusa
di un triangolo rettangolo, dalla formula precedente si evince che per equilibrare la forza-peso su un piano
inclinato è sufficiente una forza minore del peso.
Su un piano inclinato la forza di attrito statico, se abbastanza intensa, può equilibrare un corpo:
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Equilibrio rispetto alle rotazioni:
Un oggetto è in equilibrio rispetto alle rotazioni se la somma algebrica dei momenti di tutte le forze
applicate, calcolati rispetto allo stesso punto, è uguale a zero.
Nella figura precedente si ha equilibrio quando i due momenti sono uguali:
P1 b1 P2 b2
Dato che la bambina ha un peso minore deve sedere più lontana dal vincolo.
L’equilibrio di un corpo può essere stabile, instabile o indifferente, in base a cosa accade quando l’oggetto
viene spostato dalla posizione di equilibrio
Equilibrio stabile: ritorna alla posizione di equilibrio
Equilibrio instabile: si allontana definitivamente dalla posizione di equilibrio
Equilibrio indifferente: resta in una nuova posizione di equilibrio
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