forze esterne

FORZA
La forza applicata ad un corpo causa una
accelerazione di quel corpo di una grandezza
proporzionale alla forza nella direzione della forza ed
inversamente proporzionale alla massa del corpo.
F = ma
FORZE A CUI E’ SOGGETTO
UN CORPO
Interne / Esterne
Gravitazionali
Motili / Resistive
Rotatorie /Stabilizzatrici
Inerziali
o
II
PRINCIPIO DELLA
DINAMICA
la forza F risultato dell’interazione del
corpo
con
l’ambiente
circostante,
determina l’accelerazione del punto
materiale, cioè la variazione della sua
velocità nel tempo; m rappresenta la
massa inerziale del corpo
F=ΣFi=m ai
Essendo l’accelerazione pari alle variazioni di
velocità nel tempo, se il corpo si muove a velocità
costante la sua accelerazione è pari a 0
FORZA ELASTICA
Una molla allungata esercita una forza di richiamo che
entro certi limiti di estensione rispetto da posizione di
equilibrio, è proporzionale all’allungamento stesso (x).
Felastica = - k *  x
Se si appende alla molla un corpo di massa m, che risente
della forza di attrazione della terra mg, in condizioni di
equilibrio la forza F sviluppata dalla molla eguaglia quella
esercitata dalla terra, che attira il corpo. L’allungamento della
molla è proporzionale alla forza applicata all’estremità della
molla.
MASSA
La massa e una caratteristica intrinseca
del corpo che mette in relazione forza
applicata e accelerazione che ne risulta.
La massa di un corpo e anche definita
massa inerziale, in quanto esprime l’inerzia
del corpo, ovvero la sua resistenza a
variare il proprio stato di moto, cioè a
modificare la velocità
FORZE AGENTI SU UNA
MASSA
Consideriamo n punti materiali di massa: M1, M2,…., Mn
Le forze interne sono quelle scambiate tra i punti. La natura delle forze interne
può essere qualsiasi, ad esempio tensioni dei fili, forze elastiche, elettriche e
magnetiche, gravitazionali, etc.Le forze esterne sono dovute all’interazione tra il
sistema ed il mondo esterno interagenti tra loro e con l’universo esterno.
La forza Fi agente sull’i-esimo punto è data dalla risultante delle forze esterne
agenti sul punto e dalle n-1 forze interne agenti su i
Fi = FEi+FIi
Per le forze interne per il III principio della
dinamica
Fiij=-FIji
QUANTITA’ DI MOTO
Si definisce quantita di moto di un punto
materiale il vettore:
p = mv
Utilizzando la quantita di moto, la relazione F=ma, si puo
scrivere come segue:
F = ma = m v/t =  (mv)/t = p/t
In assenza di forze esterne, la quantità di
moto totale di un sistema composto di 2
punti materiali soggetti solo alla loro mutua
interazione rimane costante nel tempo
FORZA PESO
La forza piu comune nella nostra esperienza quotidiana e quella
dovuta all’attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra su un
corpo: questa forza si chiama peso del corpo. Sperimentalmente si
osserva che tutti i corpi, nello stesso luogo, qualunque sia la massa
inerziale, assumono, se lasciati liberi, la stessa accelerazione
diretta verticalmente verso il suolo il cui modulo, che varia
leggermente da luogo a luogo della Terra, vale in media
g=9,8 ms-2
Il peso misurato sulla Terra e diverso da quello
misurato per esempio sulla Luna (a causa della diversa
accelerazione di gravita: gLUNA = 1.625 m/s2).
La massa invece e la stessa.
REAZIONE VINCOLARE
Supponiamo di avere un oggetto appoggiato su un piano.
L’oggetto non subisce nessuna accelerazione in direzione
perpendicolare al piano. Tuttavia su di esso agisce la forza peso.
Il secondo principio della dinamica ci dice che deve
esistere allora una forza che chiamiamo N tale che in
questo caso particolare soddisfa l’espressione:
N+mg =ma→(a = 0)→N = −mg
La forza e detta reazione vincolare, e sempre ortogonale al
vincolo (cioe all’oggetto che costituisce impedimento al
moto); si calcola caso per caso a seconda del problema
ES. REAZIONE VINCOLARE
La forza detta reazione vincolare, è sempre ortogonale al
vincolo (cioè all’oggetto che costituisce impedimento al moto);
si calcola caso per casoPROBLEMA
a seconda del problema
Quanto vale N se ascensore sale con a1= 3m/sec2 e
quanto se scende con a2 = 3m/sec2
Massa uomo=70 kg :
Primo caso a positiva
N −mg = ma1
N = mg+ma = 70*(9,8+3) = 70*12,8 = 896N
Secondo caso a negativa
N −mg = -ma2
N = mg - ma = 70*(9,8-3) = 70*6,8 = 476N
FORZE ESTERNE E INTERNE
Le forze che agiscono tra i corpi che fanno parte di un sistema si
dicono forze interne e sono a due a due uguali e contrarie, perché
sono coppie di azione-reazione. Esse agiscono sui singoli corpi, ma, se si
prende in considerazione l'intero sistema, la loro risultante è nulla: le
forze interne possono accelerare i singoli corpi, ma non l'intero sistema.
Le forze dovute all'ambiente esterno (cioè a corpi dell'ambiente) si
dicono forze esterne. La risultante delle forze esterne può essere:
diversa da zero e provocare quindi un'accelerazione a tutto il sistema
uguale a zero, nel qual caso il sistema si dice meccanicamente isolato.
FORZE INTERNE
LO SPOSTAMENTO DEI TESSUTI FLACCIDI
E LIQUIDI, NELLE ACCELERAZIONI,CHE
PROVOCANO INERZIA ED ATTRITO
Non influenzano il baricentro
FORZE ESTERNE
LA RESISTENZA DA VINCERE È ESTERNA
AL NOSTRO CORPO E PUO ‘ ESSERE
COSTITUITA DA UN OGGETTO ANIMATO
O INANIMATO.
TIPI DI F. ESTERNE
TENSILI
producono una tensione che tende ad allontanare due capi
articolari. Sono fonte di stress legamentosi e tendinei
COMPRESSIVE
producono un carico pressorio che comprime i capi articolari.
Sono fonte di elevato stress articolare sulle superfici
cartilaginee
ATTRITO RADENTE
Se sul pavimento e appoggiata una grande cassa e la si spinge
con una forza orizzontale F, è possibile che la cassa non si
muova affatto. La ragione e che il pavimento esercita una forza
di attrito radente statico fs, che equilibra la forza F.
Questa forza di attrito e dovuta ai legami che si stabiliscono
tra le molecole della cassa e quelle del pavimento nei punti in
cui le superfici sono in contatto molto stretto.
La forza di attrito statico: se la forza F è
sufficientemente intensa, la cassa striscerà sul pavimento.
Mentre la cassa striscia si creano e si rompono continuamente
legami molecolari: il risultato e una forza di attrito radente
dinamico (o attrito cinetico) che si oppone al moto.
Perché la cassa continui a strisciare con velocità costante
occorre esercitare una forza uguale ed opposta alla forza
di attrito dinamico.
ATTRITI
Gli attriti sono forze che si esercitano solo in
presenza di moto (o tentativo di moto)
Se appoggiamo un blocco su una superficie piana che
abbia un certo coefficiente di attrito e non spingo il
blocco parallelamente alla superficie, NON ho presenza
di forza di attrito (mentre, ad esempio, agiscono la forza
peso e la reazione vincolare del piano).
Gli attriti non sono in grado di generare
moto, ma solo di opporvisi