Post date: Oct 31, 2017 6:13:29 AM
La statica è la parte della fisica che si occupa di descrivere le condizioni sotto le quali un corpo rimane in quiete.
Oggi la statica è un caso particolare di una teoria fisica più generale che va sotto il nome di "meccanica" e che si occupa del movimento.
Si tratta di una sistemazione che è avvenuta nel 1700, dopo l'invenzione del calcolo differenziale ad opera di Newton e Leibnitz.
Prima, per vari millenni, la statica è stata una teoria a se stante, ed è in questa ottica che la studieremo con il metodo sperimentale.
La nascita della statica è legata alle applicazioni al campo dell'edilizia: come bisogna costruire un'abitazione perché non crolli sotto il suo peso?Il concetto di peso è assolutamente centrale nella teoria. L'esperienza quotidiana ci insegna che ogni corpo è dotato di un proprio peso. A meno di non disporre di strumenti sensibilissimi o di essere in grado di portarci in orbita, possiamo anche assumere che questo peso non cambia spostandosi di luogo in luogo.
La bilancia è lo strumento con cui il peso viene misurato. Ma le bilance possono essere utilizzate anche per altre misure. In generale, chiamiamo forza ciò che viene misurato con una bilancia.
Esistono fondamentalmente due tipi di bilance:
quelle in cui il peso viene paragonato ad un altro peso (come le bilance a piatti)
quelle in cui il peso viene paragonato ad una forza di altra natura, come i dinamometri
L'equilibrio tra le forze:
Consideriamo un piccolo oggetto, ad esempio una pallina e premiamola tra i palmi delle due mani. La pallina rimane ferma perché la forza che riceve dalla mano sinistra è uguale e contraria a quella che riceve dalla mano destra.
Quando la "somma totale" delle forze che agiscono sulla pallina è nulla, parliamo di equilibrio tra le forze.
Resta da capire cosa intendiamo esattamente con la parola "somma", perchè è abbastanza chiaro che l'equilibrio dipende dalla direzione che hanno le forze in gioco.
Qui un video con alcuni esempi di equilibrio tra le forze:
Come in geometria abbiamo l'ente fondamentale "punto", che è l'astrazione di un oggetto di cui trascuriamo le dimensioni, in meccanica abbiamo un ente fondamentale detto "punto materiale", che corrisponde ad un punto geometrico dotato di una caratteristica che chiamiamo "massa". La massa viene misurata in kilogrammi (kg).
Altro ente fondamentale è la forza. Per definizione, le forze sono grandezze vettoriali, cioè
hanno una intensità
hanno una direzione
hanno un verso
si sommano con la "regola del parallelogramma"
(solo per i vettori "applicati") hanno un punto di applicazione
Il peso di un oggetto di massa m, in prossimità della superficie terrestre, è una forza diretta verso il centro della Terra che ha intensità pari al prodotto tra la massa m e una costante g detta accelerazione di gravità, che sulla superficie terrestre vale 9,81 m/s².
Il primo assioma della statica dice che
un punto materiale è in equilibrio (cioè rimane in quiete) se la somma vettoriale di tutte le forze che agiscono su di esso è nulla:
F1 + F2 + ··· + Fn = 0