LA FORZA
cosa è
la forza è la causa capace di deformare un corpo o modificare lo stato di quiete o di movimento del corpo (variandone la velocità e la direzione) a cui viene applicato.
la presenza di una forza la si riconosce attraverso gli EFFETTI che essa produce sui corpi a cui viene applicata:
agendo su un corpo NON LIBERO DI MUOVERSI
ne modifica la forma (determina un DEFORMAZIONE)
agendo su un CORPO LIBERO DI MUOVERSI
se il corpo è in stato di quiete
la forza determina il MOVIMENTO del corpo
se il corpo è in stato di movimento
modifica la velocità e la direzione del movimento oppure lo arresta
definizione DINAMICA (riguarda il movimento di un corpo libero di muoversi)
definizione STATICA (riguarda la variazione dell'aspetto di un corpo che non è libero di muoversi)
deformazione del corpo
variazione della velocità
variazione direzione del movimento
arresto del movimento
classificazione
forze che agiscono per contatto (forze che agiscono quando i corpi si trovano a contatto tra di loro)
forze che agiscono a distanza (forze che producono effetti senza la necessità del contatto con il corpo su cui la forza agisce)
forza muscolare
forza di attrito
forza elastica
la deformazione può essere il risultato di una trazione , una compressione, una flessione o di una torsione. si distinguono CORPI ELASTICI: corpi che hanno la proprietà di recuperare la forma e le dimensioni di partenza, quando venga meno l'applicazione della forza che ne ha determinato la deformazione (es. molla). CORPI PLASTICI: corpi che non sono in grado di riacquistare la forma e le dimensioni originarie, anche quando sia cessata l'applicazione della forza o delle forze che ne ha determinato la deformazione (es. plastilina).
forza magnetica (quella di una calamita)
forza di gravità o forza peso (la forza che la Terra esercita sui corpi che si trovano in prossimità)
come si misura l'INTENSITA' DI UNA FORZA
lo strumento utilizzato è il DINAMOMETRO
si basa sulla proprietà che le molle hanno di deformarsi (allungarsi o comprimersi) sotto l'azione di una forza, come la forza-peso o la forza muscolare
LE MOLLE: se applichiamo un peso (P) ad una molla, questa si allunga di una certa quantità (l). Se appendiamo un peso doppio, anche l'allungamento raddoppia. Se appendiamo un peso triplo, l'allungamento triplica. Quindi la forza (forza-peso) applicata alla molla e l'allungamento della molla (l) sono grandezze direttamente proporzionali. Questa legge è nota come legge di Hooke: forza/allungamento=costante elestica della molla. Nel momento in cui la forza applicata è molto grande la molla si deforma e non torna nella sua posizione originale, perde le proprietà elastiche.
è uno strumento formato da una molla di acciaio, racchiusa in un tubo di metallo, un'estremità di una molla è fissata nella parte superiore di tale contenitore; l'altra estremità è invece libera di muoversi e provvista di un indice. Sotto l'azione della forza la molla si allunga, l'indice scorre lungo una scala tarata in modo che la misura dell'allungamento fornisca direttamente la misura della forza. Per utilizzare una molla come dinamometro è quindi necessario che essa sia tarata: cioè bisogna conoscere di quanto una molla si allunga sotto l'azione di forze note.
unità di misura
nel SI è il newton (N)
chilogrammo-peso (Kg-peso)
La forza che, applicata alla massa di 1 kg, imprime un’accelerazione di 1 m/s2, cioè fa aumentare la velocità di 1 metro al secondo per ogni secondo:1 N = 1 kg × 1 m/s2. La forza di 1 N equivale a circa 102 g
1 kg-peso = 9,8 N
come si rappresenta
la forza è una grandezza fisica definita dai seguenti elementi
INTENSITA' (il valore della forza, misurata secondo una certa unità di misura ed espressa da un numero (in N o Kg-peso)
DIREZIONE (la retta lungo la quale la forza agisce - linea di azione)
VERSO ( «verso» quale estremità della direzione si esercita la forza)
PUNTO DI APPLICAZIONE (punto in cui la forza è applicata)
è una grandezza vettoriale rappresentata da un vettore
vettore =un segmento orientato (con una freccia ad una estremità)
lunghezza del segmento = intensità della forza
origine del segmento = punto di applicazione
la retta a cui appartiene il segmento = la direzione
punta della freccia = il verso
GRANDEZZE SCALARI = sono grandezze individuate dal loro solo valore numerico e per le quali non è necessario associarvi anche una direzione e verso (il tempo, massa volume)
LA SOMMA DELLE FORZE
Ad un corpo si possono applicare contemporaneamente più forze. Lo spostamento o la deformazione che ne consegue sono dovuti non solo alle rispettive intensità delle forze in gioco, ma occorre anche tenere conto della direzione e del verso di ciascuna forza. I fisici chiamano risultante (R) delle forze l’effetto complessivo dell’applicazione di più forze.
forze che agiscono nella stessa direzione (forze concorrenti allineate)
forze che agiscono in direzione diversa (forze concorrenti non allineate) e applicate nello stesso punto
le forze hanno stesso verso
le forze hanno verso opposto
direzione e verso sono quelli delle forze
intensità = somma delle intensità delle forze
direzione è comune alle due forze
verso = verso della forza di intensità maggiore (se le intensità delle due componenti sono uguali, l'intensità della risultante è nulla)
la risultante è rappresentata in intensità, direzione e verso dalla diagonale del parallelogramma costruito sui segmenti che rappresentano le forze concorrenti (regola del parallelogramma).
(1) si disegnano i vettori delle due forze concorrenti come lati di un parallelogramma aventi un vertice in comune e formanti un angolo congruente con quelle formato dalle loro direzioni. (2) Si traccia la diagonale del parallelogramma, ottenendo il vettore della forza risultante.