Esempi di forze

Equilibrio delle forze Dovendo sostenere un lampadario che ha una massa di 11 kg e sapendo che le corde a nostra disposizione si spezzano quando sono sollecitate oltre i 100 N; ci si chiede se, ancorando il lampadario secondo la geometria di figura con angoli di 30°e 60° rispetto al soffitto, le corde riescono a resistere? a=30° b=60° T1 T2 Pg

Esempi classici (1) Peso di un corpo Piano inclinato Quale è il peso (la forza che esercita sulla terra) di un corpo? Se un corpo ha la massa di 15 kg ha un peso, pari a F = mg = 15 kg x 9,8m/s2 = 147 N Un uomo che «dice di pesare» 80 kg, in realtà ha 80 kg di massa ed esercita, sulla crosta terrestre, una forza di 784 N N = mg cosq Quanto vale l’accelerazione di un corpo che scivola su un piano inclinato privo di attrito? Fa = mg sinq mg q

Altri esempi (piano inclinato) Scegliere il miglior sistema di riferimento In questo caso risulta conveniente fissare l’asse x parallelo al P.I. e quindi scrivere la 2a legge di Newton lungo i due assi: y) N – Mgcosq = 0 x) – Mgsinq +T = Ma per la massa m (sospesa) mg - T = ma ovvero T=Ma+Mgsinq mg – Mgsinq – Ma = ma (m – Msinq)g = (m+M)a

F(molla) = mq + mg = m (q + g) Esempi classici (2) Peso in ascensore Come varia la misura del peso di una donna in un ascensore? Se l’ascensore cade liberamente la bilancia segna 0 Se l’ascensore si solleva o scende uniformemente il peso misurato in ascensore è uguale alla peso misurato sulla terra Se l’ascensore accelera verso l’alto, la misura del peso sarà maggiore, perché la reazione della molla deve tenere conto anche di q F(molla) = mq + mg = m (q + g) P.S. La molla della bilancia segnerà la forza necessaria a bilanciare il peso della donna più la forza necessaria ad imprimere una accelerazione a verso l’alto. q = 1 m/s2 m = 64 kg mg= 64x9,8=627,2 N

Esempi classici (3) Macchina di Atwood Si tratta di una carrucola a cui sono sospesi due oggetti di massa diversi Per il secchio Per il cilindro T Per una corda rigida a massa trascurabile T m1 g m2 g

Per la 3a legge di Newton F1,2 = - F2,1 Esempi classici (4) 2a e della 3a Legge di Newton Quale è la forza, F2,1, che il secondo blocco esercita sul primo? Soluzione: Dalla 2a legge di Newton accelerazione di entrambi i blocchi è a = F/(m1 +m2). La forza che il primo blocco esercita sul secondo è: F m2 m1 Per la 3a legge di Newton F1,2 = - F2,1

Esempi classici (5) Forza normale N N N N a q mg mg mg mg La forza Normale è la forza del vincolo ed è “normale” alla superficie di appoggio. La N varia al variare del cosq, ovvero del sena (angolo fra la forza peso e la superficie della reazione vincolare). N = mg cosq Cosa c’è di inesatto?