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La forza è una grandezza fisica che interviene nella deformazione di un oggetto o nella variazione dello stato di moto di un corpo.
La proprietà di deformare gli oggetti permette di dare alle forze una definizione operativa di forza. La forza è una grandezza fisica che si misura con il dinamometro. L’unità di misura della forza nel SI è il N, Newton.
Per definizione, un corpo di massa 1 kg, posto in prossimità della superficie terrestre, viene attratto verso il basso da una forza peso pari a 9,81N.
Le forze sono una grandezza vettoriale e per questo, per definirle, occorre specificare l’intensità, il verso e la direzione.
La somma vettoriale delle forze applicate ad un sistema è detto risultante.
Il Punto Materiale
Il Punto Materiale
Il punto materiale è un modello che consiste nel considerare il corpo come concentrato in un punto e le forze applicate sul corpo come se fossero applicate sul punto.
Un punto materiale si dice in equilibrio quando la risultante delle forze applicate su di esso è nulla.
La forza peso
La forza peso
La forza peso P è la forza con cui gli oggetti dotati di massa vengono attratti da un corpo celeste.
Ha direzione perpendicolare alla superficie del corpo celeste e verso diretto verso il centro del corpo celeste (verso il basso).
La formula è:
P = m g
dove g è l'accelerazione di gravità che varia in base al corpo celeste (sulla Terra g = 9,81 N/kg) e m è la massa del corpo su cui agisce la forza.
La forza elastica
La forza elastica
La forza elastica Fel è la forza che un corpo oppone alla propria deformazione. Ha direzione uguale a quella del vettore spostamento, ma verso opposto.
Per calcolare la forza elastica ci avvaliamo della legge di Hooke:
F = -k Δl
dove il - indica che la forza elastica ha verso opposto rispetto la forza applicata (nei calcoli non va considerato), k è la costante elastica (varia in base al materiale del corpo) e Δ l è la differenza di lunghezza tra l' e l, ovvero il vettore spostamento (o detto in parole semplici l'allungamento).
Reazioni vincolari
Reazioni vincolari
Le reazioni vincolari Rv sono le forze prodotte dai vincoli, che limitano o impediscono il moto di altri corpi in alcune direzioni. La loro intensità non ha valore fisso, ma dipende dall’intensità della forza che deve contrastare. Un esempio di reazione vincolare è la forza che si oppone alla forza peso di un libro appoggiato su un tavolo.
Tensioni
Tensioni
La tensione è la reazione vincolare di una fune rispetto all'allungamento.
La forza d'attrito
La forza d'attrito
Forze di attrito sono le forze che si generano tra due corpi posti a contatto e che si oppongono al moto. L'attrito può essere di due tipologie:
Attrito Dinamico "Ad" si manifesta quando le superfici a contatto non sono tra loro ferme:
Ad = μd Rv
dove μd è il coefficiente di attrito dinamico (che varia al variare dei materiali a contatto) e Rv è la reazione vincolare. L'attrito ha stessa direzione del moto, ma verso opposto.
Attrito Statico "As" si manifesta quando le superfici a contatto sono tra loro ferme:
As = μs Rv
dove μs è il coefficiente di attrito dinamico (che varia al variare dei materiali a contatto) e Rv è la reazione vincolare. L'attrito ha stessa direzione del moto, ma verso opposto.
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