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Le forze e gli attriti - Coggle Diagram
Le forze e gli attriti
Definizione di Forza
Si definisce FORZA un’azione in grado di causare o modificare il
moto di un corpo o di provocarne una deformazione
Per quanto sopra detto le FORZE hanno quindi 2 effetti:
- statico: quando provoca delle deformazioni nel corpo su cui agisce e, al limite, la rottura;
- dinamico: quando provoca una variazione nello stato di quiete o di moto del corpo su cui agisce.
Le FORZE agiscono essenzialmente in 2 modi:
- a contatto: ad esempio l’attrito, le reazioni vincolari, la forza elastica.
- a distanza: ad esempio la forza gravitazionale, le forze elettromagnetiche.
Le unità di misura della FORZA, nel S.I., è il newton (simbolo N),
che si ottiene dalle udm fondamentali:
1N = 1 kg x 1 m/1s2 = 1 kg x 1 m x 1s-2
Lo strumento di misura della forza è il DINAMOMETRO.
1 newton è la forza necessaria a dare ad un corpo di massa
1kg una accelerazione di 1m/s2
Le forze sono Vettori
Le Forze sono grandezze vettoriali, sono quindi definite da:
- intensità o modulo (valore numerico e unità di misura);
- direzione;
- verso;
- punto di applicazione e si compongono come i vettori.
Il vettore ottenuto dalla composizione di tutte le forze in gioco si chiama RISULTANTE delle FORZE.
Se la risultante è nulla il corpo si trova in EQUILIBRIO.
La forza peso
Il peso di un oggetto è la forza con cui la gravità lo attrae verso il basso. Sulla Terra, questa forza ha un'accelerazione di 9,8 N/kg.
La massa, invece, indica la quantità di materia di un corpo, non cambia mai e si misura in chilogrammi (kg).
Il peso si calcola con la formula:
P = m × g
dove:
- P è il peso in Newton (N),
- m è la massa in kg,
- g è la gravità terrestre, pari a 9,8 N/kg.
-
La FORZA PESO ha un modulo direttamente
proporzionale alla massa del corpo, è applicata nel
baricentro del corpo, è diretta lungo la
congiungente del corpo con il centro della Terra ed è orientata verso il centro della Terra.
La forza elastica
Definizione
La forza elastica è una forza che tende a riportare una molla alla sua posizione iniziale.
K è la forza che ha verso opposto rispetto alle variazioni di lunghezza
La costante K si chiama costante elastica è le sue dimensioni sono quelle di una forza di un unità di lunghezza --> N/m
Dinamometro
Il dinamometro è uno strumento formato da una molla di costante elastica nota e da una scala graduata
Legge di Hooke
La legge di Hooke è un esempio di legge sperimentale.
Una legge sperimentale stabilisce una relazione tra grandezze basata su esperimenti
Nel caso della legge di Hooke le grandezze sono la forza elastica e lo spostamento di
una molla, e la relazione è espressa dalla formula
F = kx
La legge di Hooke:
■ è una legge, perché descrive una regolarità di un fenomeno naturale: le molle
reagiscono in modo prevedibile quando sono accorciate o allungate;
■ è sperimentale, perché è verificata da numerosi esperimenti.
Forza di attrito
La forza d’attrito è una forza di contatto che si oppone al moto di un corpo. Le sue caratteristiche principali sono:
- Agisce solo quando due superfici sono a contatto.
- Dipende dalla rugosità delle superfici coinvolte.
- È sempre diretta in senso opposto al movimento o alla tendenza al movimento.
- È proporzionale alla forza premente (componente ortogonale del peso sulla superficie).
- L'attrito statico (che impedisce l'inizio del moto) è maggiore dell'attrito dinamico (che agisce quando il corpo è già in movimento).
Attrito statico = interviene quando il corpo è in quiete e deve essere“messo in moto”. È una forza con un effetto “a soglia”, cioè sino a quando la forza applicata è minore di una certa quantità il corpo NON si muove
Attrito dinamico = interviene quando il corpo è già in movimento. In
tali condizione la forza resistiva di attrito
Nei casi precedentemente discussi si trattava essenzialmente di ATTRITO RADENTE, legato cioè allo “strisciare” di un corpo su un altro.
Diverso è il caso di “rotolamento”, e cioè dall’ATTRITO VOLVENTE, che è quella che si manifesta alla interfaccia (superficie di contatto) fra un corpo solido rotondo che rotola su un altro solido, cambiando ad ogni istante la superficie di contatto.