Equilibrio di un punto materiale

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Categoria:	Fisica
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Equilibrio di un punto materiale;

Equilibrio e reazioni vincolari

In generale un corpo è in equilibrio quando è fermo in un luogo e vi rimane al passare del tempo..
un ruolo importante è svolto dai vincoli: un oggetto che impedisce ad un altro oggetto di fare certi movimenti nello spazio. Esempio la mensola su cui poggi un libro, visto che impedisce a quest’ultimo di cadere.
Le forze esercitate da vincoli sono dette reazioni vincolari; anche il nostro corpo ne è soggetto.

Il punto materiale

Indichiamo un oggetto di dimensioni piccole rispetto al contesto in cui lo riferiamo.. ad. Esempio una biglia che ruota in un aula può esser considerata punto materiale.
Se sul punto materiale agisce una sola forza non può essere in equilibrio: l’effetto della forza è il pavimento del punto.
Se invece vi sono applicate due forze il punto è in equilibrio, allora le due forze sono uguali e opposte.
In genere, punto è in equilibrio quando la risultante di tutte le forze applicate è nulla.
forza risultante su una pallina: a 0
F risultante sulla pallina = 0
2 forze: gravità e vincolare. Il tavolo applica questa forza opposta a quella di gravità.
Un corpo è in equilibrio quando la F gravità – F vincolare = 0; la forza risultante è uguale a 0.

La forza equilibrante

Quando un punto materiale non è in equilibrio, per equilibrarlo basta applicare una forza uguale e opposta alla risultante delle forze applicate. Viene chiamata forza equilibrante

Punto materiale vincolato.

Piano inclinato.
Forza di gravità spezzata in 2 forze: una perpendicolare e una parallela.
Una la tiene incollata al piano e l’altra la fa cadere.
Per farla fermare devo applicare una forza opposta a quella parallela.
Il punto su un piano inclinato non è in equilibrio anche se è vincolato a stare sul piano.. infatti l’azione forza peso si esercita in due modi: tiene premuto il punto contro il piano e contemporaneamente lo spinge lungo il piano.
L’unica forza che fa muovere il punto è la componente parallela. In generale per tenere in equilibrio un punto su un piano inclinato basta equilibrare la componente parallela del peso con una forza uguale e opposta.
Fe = -P11

L’attrito dinamico

Una biglia che ruota in un pavimento dopo un po’ si ferma.
In ogni caso la velocità diminuisce progressivamente perché le piastrelle del pavimento interagiscono con il corpo, dando luogo a una forza di contatto. Si chiama forza di attrito dinamico.
Nella realtà una superficie completamente liscia non si può avere; presenta sempre delle asperità: atrito tra superficie pallina e pavimento: forza di atrito.
Tra pallina e pavimento: atrito dinamico.
Quando due corpi si muovono mantenendosi a contatto l’uno con l’altro, su di ciascuno di essi si esercita una forza di atrito che ostacola il pavimento relativo.
È utile ad. Esempio quando bisogna frenare in auto o in bicicletta. Ma dannoso nei motori perché produce l’usura delle parti meccaniche.

Attrito fenomeno microscopico

Lubrificando delle superfici , l’attrito diminuisce. Anche le superfici che sembrano lisce presentano irregolarità più o meno marcate.

L’attrito statico

Le forze di attrito sono presenti anche quando nessuno dei due corpi a contato si muove. In tal caso si parla di attrito statico. Basta cercare di muovere un armadio- la forza che applichiamo è opposta dall’atrito e sarà difficile..
Spostare un armadio, atrito statico tra mobile e pavimento; es. misura 5 N: l’atrito statico vale la forza che serve a spostare l’armadio. Intensità di forza di primo distacco.

Coefficiente di attrito

L’intensità di forza di primo distacco e proporzionale sul piano di appoggio. Maggiore è la forza premente più grande è la forza di primo distacco.
Il rapporto tra l’intensità della forza di primo distacco e la forza premente si chiama coefficiente di attrito statico: intensità forza primo distacco / forza premente.

I corpi rigidi

Il problema dell’equilibrio di un punto rigido (non deformabile) è meno semplice di quello di un oggetto puntiforme:
- le forze possono essere applicate n diversi punti
- il corpo può spostarsi senza cambiare il proprio orientamento nello spazio (moto di traslazione), può ruotare su se stesso senza allontanarsi dalla posizione iniziale (moto di rotazione), oppure può compiere entrambi i movimenti.

un corpo in equilibrio

una forza applicata su un corpo rigido può essere spostata lungo la sua retta d’azione senza che risulti modificato l’effetto della forza stessa.

Equilibrio su un piano inclinato.

In generale, per tenere un corpo su un piano inclinato (senza attrito) occorre applicare una forza uguale e contraria alla componente del peso parallela al piano inclinato.

Forze collineari: che hanno la stessa retta d’azione
Forze concorrenti: che concorrono in un punto
Forze parallele concordi (equiverse): con lo stesso verso
Forze parallele discordi (controverse): con verso opposto
Gli effetti di una forza applicata ad un corpo rigido dipendono da: intensità, punto di applicazione e dalla direzione della forza.

La distanza fra la retta d’azione della forza ed il punto O si chiama braccio.
Il prodotto fra intensità e braccio si chiama momento della forza rispetto al punto.
M= Fb

Quando un oggetto è in equilibrio, la somma algebrica dei momenti di tutte le forze applicate, calcolate rispetto allo stesso punto, è uguale a zero.

Due forze di uguale intensità, che hanno rette d’azione parallele e verso opposto, provocano una rotazione.