Vari tipi di forza Forza di gravità
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10/11/16 Varitipidiforza • Interazionifondamentali – – – – Forzadigravità Forzaelettromagnetica Forzanucleareforte Forzanuclearedebole • Forzaelastica • Forzanormale • Attrito 39 Forzadigravità • gravitazioneuniversaletraduecorpipuntiformi – forzaattrattiva – agiscelungolacongiungentedeiduecorpi • 𝐹=𝐺 $ %$ & '& $ $ o𝐹⃗ = 𝐺 % & & 𝑟̂ ' • Costantedigravitazione𝐺 = 6.674 / 10233 𝑁𝑘𝑔27 𝑚7 • Validoanchepercorpoconsimmetriasferica • Vicinoallasuperficieterrestre 𝑟 variapoco: – 𝐹9 = 𝑚𝑔 o𝐹9 = −𝑚𝑔𝑦< • Accelerazionedigravitàterrestre𝑔 = 9,8𝑚𝑠 27 • 𝑔= BC '& = 6.674×10233 / 5.972×107G /(6.371×10K )7 = 9.82𝑚𝑠27 • Altronome:peso 40 1 10/11/16 Forzaelettromagnetica • Forzaelettrostaticatraduecaricheelettrichesimile allaforzagravitazionaletraduecorpi: –𝐹= 3 P% P& GMNO '& • Proporzionalealprodottodelleduecariche • inversamenteproporzionalealquadratodelladistanza • Peròpuòessere – attrattiva(carichedisegnoopposto) – o repulsiva(carichedisegnouguale) • Forzadominanteperatomiemolecole • Saràtrattatoindettagliodopo! 41 Laforzaelastica • Unamollasiopponealladeformazionedallostatodiriposo • Sullivellomolecolaresitrattadellaforzaelettromagnetica • Perdeformazionipiccole,laforzaèproporzionaleallo spostamento: – 𝐹 = −𝑘𝑥 (leggediHooke) • 𝑘 èlacostanteelastica. – UnitàSI:N/m 42 2 10/11/16 Laforzanormale • Quandouncorpopremecontro unasuperficieessaspingeilcorpo conunaforzanormale𝐹⃗R perpendicolareallasuperficie. • Esempio: – Uncorpoinquieteappoggiatosuuna superficie – 𝑎⃗ = 0 ⟹ 𝐹⃗net = 0 ⟹ 𝐹⃗g + 𝐹⃗N = 0 ⟹ 𝐹⃗N = −𝐹⃗g 43 Forzed’attrito • Attritoèlacomponenteparalleladellaforzadi contatto • Direzione:siopponealtentativodifarscivolareun corposuunasuperficie • Corpofermo:attritostatico𝑓\ • Corpoinmoto:attritodinamico𝑓] 44 3 10/11/16 Leproprietàdell’attrito • Primadiscivolare,l’intensitàdi𝑓\ puòraggiungere unmassimo𝑓\,$^_ ,proporzionaleallaforzanormale: – 𝑓\,$^_ = 𝜇\ 𝐹R (𝜇\ sichiama“coefficiented’attritostatico”) • Quandoscivolal’attritoèapprossimativamente costante: – 𝑓] = 𝜇] 𝐹R (𝜇] sichiama“coefficiented’attritodinamico”) • Ingenerale,𝜇] <𝜇\ 45 Ilpianoinclinato– senzaattrito • Uncorposcivolagiùunpianoinclinatodaunangolo𝜃, qual’è l’accelerazione? • Agiscono2forze:forzapeso𝐹⃗9 eforzanormale𝐹⃗R . • Corposimuovelungoilpiano⇒ Forzanormale compensacomponenteperpendicolaredi𝐹⃗9 • Risultaforzanetta𝐹cde = 𝑚𝑔 sin 𝜃 lungopiano • Risultaaccelerazione𝑎 = 𝑔 sin 𝜃 lungopiano 𝐹⃗R 𝐹⃗cde 𝐹⃗9 𝜃 46 4 10/11/16 Ilpianoinclinato– conattrito • Sescivolaonodipendesull’angolo𝜃 edilcoefficiente d’attritostatico𝜇\ • Nonscivolase𝐹9 sin 𝜃 < 𝑓\,$^_ = 𝜇\ 𝐹9 sin 𝜃 ⇒ 𝜇\ > tan 𝜃 • Sescivola,𝐹cde = 𝐹9 sin 𝜃 − 𝑓\,$^_ ⇒ 𝑎 = 𝑔(sin 𝜃 − 𝜇] cos 𝜃) 𝐹⃗R 𝑓⃗\ 𝐹⃗9 𝑓⃗] 𝜃 𝐹⃗R 𝐹⃗cde 𝐹⃗9 𝜃 47 5
