Prof. Francesco Zampieri CORSO DI FISICA Prof. Francesco Zampieri http://digilander.libero.it/fedrojp/ fedro@dada.it STATICA

Parte della meccanica che studia i fenomeni di STATICA NON MOTO (quiete) [cosa mantiene i corpi in quiete?] Parte della meccanica che studia i fenomeni di CONSERVAZIONE dello STATO DI MOTO [cosa conserva i corpi nello stesso stato di moto, con a = 0?]

QUIETE  assenza di moto Se il moto è dovuto all’azione di una forza, si può dire che se un corpo è in quiete allora su di esso non agiscono forze? PALLA in quiete sopra un tavolo: che forze agiscono? La palla ha massa m: su di essa agisce P!

Agisce P verso il basso: ma allora perché la palla non cade? Rv Il tavolo agisce con una forza uguale e contraria che chiamo REAZIONE VINCOLARE Rv P

Si ha un BILANCIAMENTO fra P e Rv Non è vero che se un corpo è in quiete non agiscono forze! P Ma da dove salta fuori Rv? E’ una forza espressa dal tavolo: il tavolo è un VINCOLO

VINCOLI I vincoli sono dei dispositivi, degli apparecchi, dei corpi che LIMITANO o IMPEDISCONO il moto Il tavolo è un vincolo per la palla perché le impedisce di cadere Pallina appesa: la corda è un vincolo perché impedisce alla pallina di cadere

Ogni vincolo ha l’azione di impedire e/o limitare il moto AZIONE = FORZA che si chiama REAZIONE VINCOLARE Una reazione vincolare è una forza espressa da un vincolo che limita il movimento di un corpo

 Rv stessa direzione del filo (Rv = , TENSIONE DEL FILO) Rv P VINCOLI PIANI: Rv perpendicolare al piano di appoggio VINCOLI FILIFORMI: Rv stessa direzione del filo (Rv = , TENSIONE DEL FILO)  P

 Cosa accade se annullo Rv? P BILANCIAMENTO P +  = 0 Manca il vincolo  La palla cade per effetto di P!  MOTO TRASLATORIO!

MOTO TRASLATORIO E’ un moto che fa spostare il corpo NEL SUO INSIEME: ogni punto percorre traiettoria parallela e congruente Il moto traslatorio è dovuto all’azione di una forza risultante NON NULLA!

ASSENZA DI MOTO TRASLATORIO = EQUILIBRIO RISPETTO ALLA TRASLAZIONE F1 + F2 + F3 = 0 F1-2 Se un corpo è in equilibrio rispetto alla traslazione allora [1^ eq cardinale della statica] F1 F2 F3 F3 si chiama anche FORZA EQUILIBRANTE (perché annulla l’effetto di F1 e F2)

MOTO ROTATORIO [ROTAZIONE] I corpi possono anche compiere moto rotatorio = ogni punto percorre archi di cerchio della stessa lunghezza C Centro archi = FULCRO C di rotazione

Rotazione in verso ORARIO Rotazione in verso ANTIORARIO Asse di rotazione Rotazione in verso ORARIO C Rotazione in verso ANTIORARIO

COME MISURARE UNA “ROTAZIONE”? La rotazione è un tipo di moto, quindi sarà provocata da una FORZA F F b F agisce a distanza b dal fulcro F può provocare rotazione oraria oppure antioraria.

L’intensità della rotazione da cosa dipende? Es. avvitare un bullone F Dipende dall’intensità della forza e dalla distanza b = BRACCIO  tanto è maggiore il prodotto F·b, tanto è più efficace la rotazione

VERSO DI ROTAZIONE AVVITAMENTO = rotazione oraria, entrante (— ) SVITAMENTO = rotazione antioraria, uscente ( + )

ALLORA LA ROTAZIONE HA: Un modulo: F·b Una direzione: perpendicolare al piano di rotazione (coincidente con l’asse) Un verso (entrante o uscente) Un punto di applicazione (Fulcro) Può essere misurata da una grandezza VETTORIALE = MOMENTO M della forza F

MOMENTO DI UNA FORZA M F Verso + b C P. di appl: fulcro o polo C Direzione: asse ( piano rot) Verso (+ o – a sec. verso rot.) Modulo: F·b Verso — M descrive il moto rotatorio

Come posso contrastare o impedire la rotazione? MF1 F1 F1 MF2 MF1 + MF2 = 0 Per contrastare l’azione rotatoria di F1 devo agire con una forza F2 che dia momento uguale e contrario!

EQUILIBRIO RISPETTO ALLA ROTAZIONE Se un corpo è in equilibrio rispetto alla rotazione allora [2^ eq cardinale della statica]

Ricapitolando… Un corpo NON TRASLA [1] Un corpo NON RUOTA [2] Ma è vero il viceversa? Corpi per cui valga 1 + 2 sono realmente in quiete?

Es: astronave nello spazio intergalattico (no attrazione gravitazionale) Viaggia ad una velocità v = cost  MOTO RETT. UNIF. SONO RISPETTATE [1] e [2], ma il corpo NON E’ IN QUIETE! EQUILIBRIO = è inteso non come quiete, ma come conservazione dello stato di moto

DEFINIZIONE DI EQUILIBRIO EQUILIBRIO: situazione per cui un corpo conserva il proprio stato di moto (quiete o moto rettilineo uniforme) QUIETE equivalente a MOTO RETTILINEO UNIFORME

STABILE L’EQUILIBRIO INSTABILE INDIFFERENTE Una piccola deviazione non è suff. per deviare dall’equil. L’EQUILIBRIO INSTABILE Anche una piccola deviazione è suff. per deviare dall’equil. INDIFFERENTE