Le forze e le leve

Le forze

In fisica una forza è tutto ciò che provoca un cambiamento nello stato di un corpo a cui viene applicata. Le forze vengono rappresentate con i vettori. Un vettore è una freccia orientata nello spazio. Per descrivere un vettore occorrono: Punto di applicazione: il punto dal quale parte la freccia. Direzione: la retta, passante per il punto di applicazione, lungo la quale giace la freccia. Verso: determina il senso della freccia. Intensità: la lunghezza della freccia ( proporzionale alla forza), calcolata rispetto ad una unità di misura fissata.

L’unità di misura delle forze è il newton (N), così chiamata in onore del fisico inglese Isaac Newton. 1 newton è la forza che, applicata a un corpo di massa 1 kg, fa aumentare ogni secondo la sua velocità di un metro al secondo. Lo strumento utilizzato per misurare le forze è il dinamometro, costituito da una molla che scorre all’interno di un cilindro. Una estremità della molla è fissata al cilindro Mentre l’altra, munita di un gancetto al quale si applica la forza, è mobile.

Che cosa succede quando più forze vengono applicate contemporaneamente nello stesso punto? In generale, due o più forze, applicate allo stesso punto, agiscono come se fosse applicata un’unica forza. L’operazione che permette di ottenere questa forza si chiama composizione, le forze applicate al corpo si chiamano componenti, la forza che ne risulta si chiama risultante (R). Applicando a un corpo nello stesso punto due forze F1 e F2 che hanno la stessa direzione e lo stesso verso, la risultante sarà un vettore che ha stesso punto di applicazione, stessa direzione e stesso verso delle due componenti e intensità pari alla somma delle loro intensità (F). La forza F è la risultante delle forze F1 + F2

Applicando a un corpo nello stesso punto due forze F1 e F2 che hanno la stessa direzione ma verso opposto, la risultante è una forza che ha la stessa direzione delle componenti, il verso della forza maggiore ed intensità pari alla somma delle componenti La forza F è la risultante delle forze F1 + F2

Se le due forze hanno uguale intensità (F1=F2), la risultante avrà intensità nulla. In questo caso l’applicazione delle due forze non produce alcun cambiamento nello stato del corpo: se era fermo continua a stare fermo, se si stava muovendo continua a muoversi come prima. Si dice che le forze sono in equilibrio.

Che cosa succede se le due forze applicate a un corpo hanno direzione diversa? Per le forze che hanno lo stesso punto di applicazione e direzioni diverse; la risultante è la diagonale del parallelogramma che ha per lati le forze componenti.

Le leve

Le Leve le leve di 1° genere le leve di 2° genere le leve di 3° genere Le leve sono macchine semplici, utilizzate per tagliare,per sollevare, per spostare con la minore fatica possibile. l’equilibrio si ottiene quando: Potenza x Braccio della Potenza = Resistenza x braccio della Resistenza Le leve possono essere classificate in tre tipi: le leve di 1° genere le leve di 2° genere le leve di 3° genere

LEVA DI 1° GENERE Le leve sono di 1° genere quando il fulcro (F) si trova tra il braccio della potenza (bp) e il braccio di resistenza (br). Le leve di 1° genere sono dette interfulcrate. Esse possono essere: vantaggiose svantaggiose indifferenti

esempi di leva di 1° genere sono la bilancia, l’altalena e le pinze Fulcro esempi di leva di 1° genere sono la bilancia, l’altalena e le pinze Potenza Resistenza

VANTAGGIOSE Le leve sono vantaggiose quando la P è minore di R perchè il braccio della potenza è maggiore del braccio della resistenza. P Br Bp R F

SVANTAGGIOSE Le leve sono svantaggiose quando la P è maggiore di R perchè il braccio della potenza è minore del braccio della resistenza. R P Bp Br F

INDIFFERENTI Le leve sono indifferenti quando la P è uguale ad R perchè il braccio della potenza è uguale al braccio della resistenza. P Bp Br R F

Leve di secondo genere Hanno il fulcro all’estremità Hanno la resistenza fra il fulcro e la potenza. Sono sempre vantaggiose. Bp>Br quindi P<R P : R = Br : Bp P x Bp = R x Br

Le leve di 2° genere hanno la resistenza fra il fulcro e la potenza. esempi: lo schiaccianoci, la carriola, il piede . Br R Bp P F

LE LEVE DI 3° GENERE Queste leve sono sempre svantaggiose , ma sono molto usate perché permettono di afferrare e manipolare con precisione oggetti anche molto piccoli hanno la potenza fra il fulcro e la resistenza. esempi: gli aghi, la canna da pesca, il braccio, le molle per il camino, le pinze per il ghiaccio...

LE LEVE DI 3° GENERE Le leve di terzo genere sono svantaggiose perché il braccio della potenza è minore del braccio della resistenza e il fulcro è a una estremità. P>R perché Bp<Br Bp P Br R F