forza-peso

Capitolo 4
Le forze
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Famiglie di forze
Forze di contatto
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Forze a distanza
L’effetto delle forze
Una forza può cambiare la velocità di un corpo.
Se un corpo, inizialmente fermo,
comincia a muoversi,
allora è applicata una forza totale
diversa da zero che fa aumentare
la sua velocità.
Se un corpo, inizialmente fermo,
continua a rimanere fermo,
allora la forza totale che è applicata
su di esso è uguale a zero.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Descrivere una forza
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Il newton
Nel Sistema Internazionale l’unità di misura
della forza è il newton (N).
Un newton è l’intensità della forza-peso
con cui la Terra attrae un corpo di massa
uguale a 102 g.
102 g
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
La somma delle forze (1)
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Le forze sono vettori applicati
A differenza dei vettori spostamento e
velocità, per le forze è rilevante il punto di
applicazione (“coda” del vettore) da cui
dipende l'effetto della forza stessa:
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
La somma delle forze (2)
?
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Il metodo punta-coda
Gli esperimenti mostrano che le forze si sommano
con il metodo punta-coda.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
I vettori
Le grandezze che hanno una direzione, un verso, un valore
numerico (modulo) e si sommano con il metodo punta-coda
si chiamano vettori.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Somma di due vettori
Oltre che col metodo punta-coda, i vettori si sommano
col metodo del parallelogramma.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Scomposizione di un vettore
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Moltiplicazione di un vettore per un numero
Questa operazione moltiplica la lunghezza del vettore
(lo può allungare o accorciare) ed eventualmente ne cambia
il verso.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Differenza di due vettori
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Ma quanto peso veramente?
Sulla Terra, ogni corpo subisce una forza-peso,
che è la forza di gravità con cui è attratto dalla Terra.
La forza-peso che agisce su un oggetto cambia da luogo
a luogo.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
La costanza della massa
In qualunque luogo la si misuri, la massa di un corpo
è sempre la stessa.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Massa e forza-peso
Il modulo FP della forza-peso che agisce
su un corpo è direttamente proporzionale
alla sua massa m:
FP = mg.
102 g
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Quanti newton pesi?
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
La forza elastica
E' quella forza che
tende a fare ritornare
una molla deformata
nella posizione
iniziale.
E' direttamente
proporzionale allo
spostamento s della
molla.
La forza elastica ha la stessa direzione, ma verso opposto
rispetto alla nostra forza.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
La legge di Hooke (1)
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
La legge di Hooke (2)
• La forza elastica della molla è
direttamente proporzionale allo
spostamento s dalla posizione di
equilibrio (ed ha verso opposto).
• k è il rapporto tra la forza e lo
spostamento: più è grande, più la molla
è rigida.
• La legge è valida per deformazioni
piccole rispetto alla lunghezza della
molla.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
7. L'equilibrio di un punto materiale
•Definizione: un corpo è in equilibrio
quando è inizialmente fermo e rimane
fermo.
•Condizione: un punto materiale fermo in
un dato riferimento è in equilibrio quando è
nulla la risultante delle forze agenti su di
esso.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Forze vincolari
Un vincolo è un oggetto che impedisce ad
un corpo di compiere alcuni movimenti.
Esempi: il piano di un tavolo, il chiodo di un
quadro.
I vincoli esercitano delle forze
vincolari che vanno contate
nella condizione di equilibrio.
Le forze vincolari non hanno
intensità definita: il vincolo si
adatta alla forza che agisce su
di esso.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
8. L'equilibrio su un piano inclinato
Tre forze agiscono sul carrello in figura:
FP
• la forza-peso del vaso+carrello
;
FE
• la forza equilibrante dell'uomo
;
FV
• la forza vincolare perpendicolare al piano
.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
L'equilibrio su un piano inclinato
•Consideriamo vaso+carrello come un punto
materiale.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
L'equilibrio su un piano inclinato
La condizione per l'equilibrio delle forze su un
piano inclinato è:
Quindi tanto più il piano è inclinato (h/l
grande), tanto più deve aumentare la forza
equilibrante FE.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
9. Il corpo rigido
Consideriamo corpo rigido un oggetto che
non viene deformato, qualsiasi sia la forza
ad esso applicata.
La palla da bowling
può essere
schematizzata come
un corpo rigido.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
La scatola da scarpe
non può essere
schematizzata come
un corpo rigido.
• Per martedì 9:
St. da pag F4 a pag F12
Es. pag F19 n. 24-25-26 pag F20 n 41
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
Le forze di attrito
La forza di attrito è sempre diretta in senso contrario
al movimento.
attrito radente
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
attrito volvente
attrito viscoso
La forza di attrito radente
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
L’attrito radente statico
1. Non dipende dall’area
di contatto.
2. E’ parallela alla superficie
di contatto.
3. Il suo verso si oppone
al movimento.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
L’attrito radente dinamico
1. Direzione parallela al piano.
2. Verso opposto a quello del moto
del blocco.
3. Modulo direttamente
proporzionale alla forza
premente.
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
È più faticoso …
… spostare un oggetto fermo o trascinarlo
quando è già in movimento?
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010