I.T.C.
e per Geometri
Enrico Mattei
Docente: Loi Annalisa
a.sc. 2008-’09
dd
Le forze
Una forza non è una
caratteristica dei corpi
ma un’interazione fra i
corpi
Basta pensare ai più comuni
fenomeni naturali
Il mare in tempesta
Il vento
Noi non vediamo le forze…..
…..ma vediamo i loro effetti
La forza del vento è i grado di far
girare sia le pale di un mulino a
vento che quelle di un generatore
eolico
forza dell’acqua è in grado di far
girare sia la ruota di un mulino ad
acqua che la turbina di una centrale
maremotrice
Annapolis
Royal Nova Scotia
Canada
Ma che cosa si intende con
il termine forza?
Si definisce forza la causa che è in grado
sia di originare che di far variare lo stato di
quiete o di moto dei corpi. Le forze sono
grandezze vettoriali, pertanto
caratterizzate da modulo, direzione e
verso
Una forza è la causa di:
• DEFORMAZIONE
• Se il corpo non è
libero di muoversi,
cioè possiede dei
vincoli
• MOVIMENTO
• se il corpo è libero di
muoversi.
(eventualmente
anche di deformarsi)
• EFFETTO STATICO • EFFETTO
DINAMICO
Effetto statico
Effetto dinamico
Aereo in fase di decollo
Modalità d’azione delle forze
Si manifesta
attraverso il
contatto
fisico tra i
corpi
• Azione per
contatto
Modalità d’azione delle forze
• Azione a
distanza
Si manifesta
senza che vi sia
un contatto tra i
corpi
• Forza magnetica
Forza elettrica
forza gravitazionale
Le forze sono grandezze vettoriali,
pertanto caratterizzate da modulo,
direzione e verso
Per definire una forza non è sufficiente un
numero (modulo) ma occorre anche
specificare altri parametri:
Altre grandezze fisiche vettoriali
sono:
• velocità
•accelerazione
Grandezze fisiche scalari
Sono caratterizzate cioè solamente dal
modulo accompagnato dall’unità di
misura, sono:
• Massa
• Temperatura
• Volume
• Pressione
• Lunghezza • Ecc.
• Area
Nel sistema SI l'unità di misura della forza è il
Newton (N); la forza di 1N è la forza che applicata
ad una massa di 1 Kg, le conferisce l'accelerazione
di 1 m/s2
Una forza particolare….
….la forza peso
Un’applicazione della 2^
legge della dinamica
Il peso è la forza di gravità con
cui un pianeta attrae un corpo
Ad esempio come un paracadutista
in caduta libera viene attratto dal
Pianeta Terra
Quanto pesa un
uomo
di massa 70 Kg
sul Pianeta Terra?
P mg
70Kg 9,8m/s2
686 N 70 Kgp
….e su Marte?
P mg
70Kg
3,72m/s2
260,04 N
26,57 Kgp
….e sulla Luna?
P mg
70Kg 1,67m/s2
116,9 N
11,93 Kgp
….e su Saturno?
P mg
70Kg 9,05 m/s2
633,5 N
64,64 Kgp
….e su
Giove?
P mg
70Kg 22,88
m/s2
1601,6 N
163,43
Kgp
….e in assenza di
gravità?
P mg
70Kg 0 m/s2
0 N 0 Kgp
La massa è al contrario del peso
una proprietà intrinseca e
immutabile di un corpo
• La massa è l’insieme di tutte le
particelle che compongono un corpo,
ma è anche il risultato del seguente
rapporto:
• m = P/g
PROPRIETA’ DELLA MASSA
• Invarianza
• Additività
MASSA E PESO SONO DUE
GRANDEZZE FISICHE
DIVERSE CON LE
RISPETTIVE UNITA’ DI
MISURA
MASSA CHILOGRAMMO Kg
PESO NEWTON N
……...e diversi strumenti di
misura
Bilancia a bracci uguali
dinamometro
Il peso del corpo allunga
molla tarata in unità di massa o
peso, muovendo un indice su
scala graduata
PESO MASSA
SONO DUE CONCETTI
COMPLETAMENTE DIVERSI
IL DINAMOMETRO
Misurazione di una forza
sfruttando l’effetto statico
Esiste una legge fisica che
collega gli allungamenti di una molla
con il valore dei pesi che producono i
rispettivi allungamenti
E’ la legge di:
HOOKE
Rappresentazione grafica della legge di
HOOKE F = K l
(proporzionalità diretta tra l’allungamento
della molla e il peso attaccato alla molla)
Tutte le grandezze vettoriali,
comprese le forze possono
essere rappresentate sul
piano da segmenti orientati
detti
VETTORI
………..esempi di
rappresentazioni di forze
utilizzando i vettori
VETTORE
1 Direzione
2 Verso
3 Punto di applicazione
4 Modulo
Composizione
delle forze
Sistema di forze in
equilibrio
F1 F2
Se un corpo soggetto ad un sistema di forze uguali per
modulo e direzione ma opposte per verso si dice che il
sistema di forze si dice che è in equilibrio.
Se il corpo inizialmente era fermo, non cambia il suo
stato di quiete.
Forze coincidenti discordi
Si definiscono forze coincidenti discordi, due o
più forze che agiscono lungo una stessa
direzione e sono orientate in verso contrario; la
risultante è una forza che ha la stessa direzione
delle componenti, il verso delle forze maggiori
ed intensità pari alla somma algebrica delle
componenti
La forza FR è la risultante delle forze F1 e F2
FR =
F2 - F1
Forze concorrenti ad angolo
Si definiscono concorrenti, le forze che hanno lo
stesso punto di applicazione e direzioni diverse;
la risultante è la diagonale del parallelogramma
che ha per lati le forze componenti.
....come si risolve?
Si applica la regola del
parallelogramma
Calcolo delle componenti di
una forza
Esercizio n. 12 pag. A76
Considera un sistema di assi cartesiani x, . Una
forza di intensità 40 N è applicata nel punto A
(4;6) e forma un angolo di 30 con l’asse .
Calcola le componenti
Iniziamo a disegnare gli assi cartesiani e
a riportare la scala numerica
Tracciamo le coordinate del punto A (4;6)
Tracciamo il vettore che parte da A e
descrive un angolo di 30 con l’asse y
Proiettiamo le due forze componenti la forza
iniziale sulle due rette parallele agli assi
cartesiani e ci ricaviamo il loro valore
Energia potenziale nel campo di una
sfera carica positivamente
