CORSO DI FISICACORSO DI FISICA

Prof. Francesco Zampierihttp://digilander.libero.it/fedrojp/

fedro@dada.it

STATICASTATICA

STATICASTATICA

Parte della Parte della meccanica che meccanica che

studia i fenomeni studia i fenomeni di di

NON MOTO (quiete) [cosa mantiene i corpi in

quiete?]

CONSERVAZIONE dello STATO DI MOTO

[cosa conserva i corpi nello stesso stato di moto, con a = 0?]

QUIETE QUIETE assenza di moto 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 PALLA in quiete sopra un tavolo: che sopra un tavolo: che forze agiscono?forze agiscono?

La palla ha massa m: su di essa agisce P!

Agisce Agisce PP verso il verso il basso: ma allora basso: ma allora perché la palla non perché la palla non cade?cade?

Il tavolo agisce con una forza uguale e contraria che chiamo

REAZIONE REAZIONE VINCOLAREVINCOLARE

Rv

P

P

Rv

Rv

P

Si ha un Si ha un BILANCIAMENTO BILANCIAMENTO fra fra PP e e RRvv

Non è vero che se un corpo è in quiete non agiscono forze!

Ma da dove salta fuori RRvv? E’ una forza

espressa dal tavolo: il tavolo è un VINCOLO

0 vRP

VINCOLIVINCOLII 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 cadereIl tavolo è un vincolo per la palla perché le impedisce di cadere

Pallina appesaPallina 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 VINCOLAREREAZIONE VINCOLARE

Una reazione vincolare è una forza espressa da un vincolo che limita il movimento di un corpo

VINCOLI PIANI: RRv v perpendicolare al

piano di appoggio

VINCOLI FILIFORMI:

RRvv stessa direzione del filo (RRvv

= , TENSIONE DEL FILO)

Rv

P

P

Cosa accade se annullo RRvv?

BILANCIAMENTO

P + = 0 Manca il vincolo La palla cade per effetto di P! MOTO TRASLATORIO!

P

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 = ASSENZA DI MOTO TRASLATORIO = EQUILIBRIO RISPETTO ALLA TRASLAZIONEEQUILIBRIO RISPETTO ALLA TRASLAZIONE

FF11 + FF22 + FF3 3 = 0

Se un corpo è in equilibrio Se un corpo è in equilibrio rispetto alla traslazione allorarispetto alla traslazione allora

[1^ eq cardinale della statica][1^ eq cardinale della statica]

FF33 si chiama anche FORZA EQUILIBRANTE (perché annulla l’effetto di F1 e F2)

FF11FF22

FF33

FF1-21-2

F

MOTO ROTATORIO [[ROTAZIONE]ROTAZIONE]

I corpi possono anche compiere moto rotatorio = ogni punto percorre archi di cerchio della stessa lunghezza

Centro archi = FULCRO C di rotazione

CC

Asse di rotazione

C

Rotazione in verso ORARIO

Rotazione in verso ANTIORARIO

COME MISURARE UNA “ROTAZIONE”?

La rotazione è un tipo di moto, quindi sarà provocata da una FORZA F

Fb

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

Dipende dall’intensità della forza e dalla distanza b = BRACCIO tanto è maggiore il prodotto F·b, tanto è più efficace la rotazione

F

b

VERSO DI VERSO DI ROTAZIONEROTAZIONE

AVVITAMENTOAVVITAMENTO = rotazione oraria, entrante (— )

SVITAMENTOSVITAMENTO = 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 = MOMENTOMOMENTO M della forza F

MOMENTO DI UNA FORZA

M

bF

C

M descrive il moto rotatorio

•P. di appl: fulcro o polo C

•Direzione: asse ( piano rot)

•Verso (+ o – a sec. verso rot.)

•Modulo: F·b

Verso +

Verso —

Come posso contrastare o impedire la rotazione?

MMF1F1

MMF2F2

FF11

FF11

MMF1F1 + MMF2F2 = 0

Per contrastare l’azione rotatoria di FF1 1 devo agire con una forza

FF22 che dia momento uguale e contrario!

EQUILIBRIO RISPETTO ALLA ROTAZIONE

Se un corpo è in equilibrio rispetto alla Se un corpo è in equilibrio rispetto alla rotazione allora rotazione allora

[2^ eq cardinale della statica][2^ eq cardinale della statica]

0 FM

Ricapitolando…

Un corpo NON TRASLA 0F

Un corpo NON RUOTA 0FM

Ma è vero il viceversa? Corpi per cui valga 1 + 2 sono Ma è vero il viceversa? Corpi per cui valga 1 + 2 sono realmente in quiete?realmente in quiete?

[1]

[2]

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 EQUILIBRIODEFINIZIONE DI EQUILIBRIO

EQUILIBRIOEQUILIBRIO: situazione per cui un corpo conserva il proprio stato di moto (quiete o moto rettilineo uniforme)

QUIETE equivalente a MOTO RETTILINEO UNIFORME

L’EQUILIBRIOL’EQUILIBRIO

STABILE

INSTABILE

INDIFFERENTE

Una piccola deviazione non è suff. per deviare dall’equil.

Anche una piccola deviazione è suff. per deviare dall’equil.