Le Forze. La Forza Quando sei al banco, una forza chiamata gravità ti mantiene seduto sulla sedia.

Le ForzeLe Forze

La ForzaLa Forza

Quando sei al banco, una forza chiamata gravità ti mantiene seduto sulla sedia.

Le gocce d’acqua sono tenute insieme da una forza detta tensione superficiale.

La ForzaLa Forza

L’attrito è una forza che fa fermare la tua bicicletta quando tiri i freni.

La ForzaLa Forza

Tu eserciti una forza quando

dai un calcio al pallone.

La ForzaLa Forza

Esistono tanti tipi di forze, ma sono tutte azioni che provocano l’accelerazione, il rallentamento, il cambio di forma o il cambio di direzione di moto di un oggetto.

La ForzaLa Forza

Che cos’è la forza?Che cos’è la forza?

Si chiama forza qualunque azione che sia capace di cambiare il movimento di un oggetto. Ad esempio, se una palla sta ferma e tu le dai un calcio, prende a rotolare: ha subito un’accelerazione. Con il tuo calcio, allora, hai agito con una forza sulla palla.

Anche se dai un calcio contro il muro applichi una forza. Il muro non si muove

perché oppone troppa resistenza, ma magari si

deforma (si scheggia l’intonaco), o si deforma la

tua scarpa (speriamo non il tuo piede!): la

deformazione è l’altro possibile effetto delle forze,

oltre al movimento.

Che cos’è la forza?Che cos’è la forza?

Se su un oggetto agiscono più forze, si deve valutare qual è l’effetto totale, cioè la forza

risultante.

Forze ed equilibrioForze ed equilibrio

Pensa a una gara di tiro alla fune. I giocatori tirano da entrambi i lati della corda. Quindi alla corda sono applicate due forze, una da una parte e una dall’altra.


Se le due squadre tirano esattamente con la stessa forza, la corda rimane immobile; se

invece una squadra tira più forte dell’altra, la corda si muove dalla parte dei più forti. Nel

primo caso, è come se sulla corda non fossero applicate forze, perché la forza

risultante è nulla.


Si è detto che se tiri un calcio a una palla ferma, questa si muove e compie un balzo in avanti. Se tiri un calcio più forte, la palla accelera di più e fa un balzo più lungo. Quindi, più la forza è intensa, maggiore è l’accelerazione dell’oggetto.

Forza ed accelerazioneForza ed accelerazione

Sembra banale, ma è una legge fisica molto importante, scoperta nientemeno che dal grande scienziato Isaac Newton! Si chiama seconda legge della dinamica.

F = m•a


Quando eserciti una forza, un’altra forza agisce esattamente nella direzione opposta. Ad esempio, quando stai in piedi, la forza che con il tuo peso eserciti sul pavimento è uguale alla forza che il pavimento esercita su di te dal basso verso l’alto.

Forza e forza contrariaForza e forza contraria

Dato che ci sono due forze della stessa grandezza che agiscono in versi opposti, non ti muovi, e stai fermo sul pavimento. Puoi capire meglio questo concetto pensando alle forze che agiscono su un razzo che decolla.


Ciò che muove il razzo verso l’alto è la forza dei

motori che spingono i gas di scarico verso il basso,

sollevando per reazione il razzo. Perché il razzo decolli, la forza che lo

spinge deve essere maggiore della forza che lo

tiene a terra.


Anche questa è una legge importante della fisica: si chiama legge di azione e

reazione ed è la terza legge della dinamica.

Se su un corpo agisce una forza, allora esiste un altro corpo su cui

agisce una forza uguale e contraria.


Le forze si misurano con una unità di misura chiamata newton (N). La grandezza di una forza dipende da due cose: la massa e l’accelerazione di un oggetto. Maggiori sono la massa e l’accelerazione, maggiore è la forza.

Come si misura la forzaCome si misura la forza

Lo strumento adatto a misurare una forza è il dinamometro, costituito da una molla fissata ad un estremo e libera di allungarsi all’estremo opposto.


Vogliamo ora misurare la forza necessaria per spostare una macchinina: attacchiamo

al modellino un dinamometro e tiriamo…


Ripetiamo l’esperimento: tiriamo con la stessa forza ma dalla parte opposta.


Le due forze non possono essere considerate uguali, poiché producono due diversi effetti. Quando si descrive e si vuol misurare una

forza occorre quindi precisare:

•Intensità

•Direzione

•Versointensità

direzione versopunto di applicazione


La forza di gravità è la forza di attrazione con cui qualunque oggetto è attirato e attira tutti gli altri per il solo fatto di avere una massa, cioè di essere fatto di una certa quantità di materia.

La forza di gravitàLa forza di gravità

La forza di gravità è stata capita per la prima volta nel 1684 da Isaac Newton.

È grazie alla forza di gravità che sulla Terra non si vola, ma si cammina attaccati al suolo. È grazie ad essa che le cose, se non stanno appoggiate su un piano o appese a un gancio, cadono a terra.


Ma è anche ciò da cui dipende che la Terra non

sia libera nell’universo, ma sia attirata dal Sole, e

gli giri intorno senza sosta, come tutti gli altri

pianeti del sistema solare. La forza di gravità

è ciò che dà forma all’universo!


Da cosa dipende la forza di Da cosa dipende la forza di gravità?gravità?

La forza di attrazione gravitazionale che ci tiene tutti attaccati ben saldi alla Terra viene dall’enorme massa della Terra.

È la massa che crea intorno a sé l’attrazione gravitazionale, e tutti gli oggetti, per il solo fatto di avere una massa, generano una seppur piccola attrazione gravitazionale.


Quindi non solo la Terra ci attira verso di sé, ma qualunque oggetto attira tutti gli altri

verso di sé. Ciò che fa la differenza, però, è la quantità di massa.


Oltre che dalla massa, la forza di gravità dipende dalla distanza. Minore è la distanza tra due oggetti che si attraggono, maggiore è la forza di attrazione che li attrae.

Quindi, la Terra attira la Luna molto più intensamente di quanto non attiri, ad esempio, il pianeta Marte, che è molto più lontano.


La massa e il pesoLa massa e il peso

Massa e peso sono due cose ben diverse:La massa è la quantità di materia di un oggetto e rimane sempre la stessa, dovunque si trovi l’oggetto. Il peso, invece è una forza, la forza con cui la massa viene attirata dalla Terra.

Il peso cambia, quindi, a seconda di dove l’oggetto si trova rispetto al centro della Terra. Via via che la distanza cresce, il peso diminuisce. Quindi, al mare pesiamo di più che in montagna, perché la vetta di una montagna è più lontana del mare dal centro della Terra, dove l’attrazione gravitazionale è più forte.


Se poi ti trovassi sulla Luna, il tuo peso sarebbe ancora minore. La forza di attrazione gravitazionale della Luna, infatti, è minore di quella della Terra, perché la sua massa è minore.


Quando osserviamo un corpo fermo (o come si dice "in quiete") tendiamo a pensare che su di esso non agisca alcuna forza.

L’equilibrio dei corpiL’equilibrio dei corpi

Ciò non è possibile, perché su un corpo agisce sempre la forza di gravità e dunque la mancanza di moto è dovuta all'esistenza

di un'altra forza che la contrasta.Pertanto, si può dunque affermare che un

corpo in quiete è in equilibrio.


La forza in grado di equilibrare la forza di gravità su un corpo (o peso) deve avere la stessa direzione (verticale), la stessa intensità ma verso opposto. Ma dove deve essere applicata?


Immaginiamo ogni corpo costituito da un gran numero di particelle (molecole), ognuna delle quali ha una certa massa ed è attratta dalla Terra con una forza pari al suo peso. La risultante di tutte queste forze parallele e con lo stesso verso è una forza diretta verso il basso e con intensità uguale al peso totale del corpo.


Tale forza peso è applicata in un punto, detto baricentro, che varia da corpo a corpo.Si dice baricentro il punto di applicazione della forza peso.


Perché la Torre di Pisa non cade? Perché la verticale passante per il baricentro G cade all’interno della sua base.

Equilibrio dei corpi Equilibrio dei corpi appoggiatiappoggiati

G

Un corpo appoggiato su un piano è in equilibrio solo se la verticale passante per il baricentro cade all’interno della base di appoggio.

Equilibrio dei corpi Equilibrio dei corpi appoggiatiappoggiati

Video: Prisma mobile

Video su YouTube

http://www.youtube.com/watch?v=6J6ezRwelAc

http://www.youtube.com/watch?v=6J6ezRwelAc

Un corpo sospeso per un punto può trovarsi in diverse condizioni di equilibrio.Prendiamo, ad esempio, un quadro appeso ad un chiodo:

Equilibrio dei corpi sospesiEquilibrio dei corpi sospesi

Se il punto fisso si trova sopra il baricentro G ed è esattamente sopra la verticale, il quadro si trova in equilibrio stabile. Cosa succede se si cerca di spostare il quadro?


G

Punto fisso

Se il punto fisso coincide col baricentro G, il quadro si trova in un equilibrio indifferente. Cosa succede se si cerca di spostare il quadro?


GPunto fisso

Se il punto fisso si trova sotto il baricentro G, sulla sua verticale, il quadro si trova in un equilibrio instabile. Cosa succede se si cerca di spostare il quadro?


G

Punto fisso

«Datemi un punto d'appoggio e vi solleverò il mondo».

Le leveLe leve

Questa frase è attribui-ta ad Archimede che la pronunciò quando iniziò a costruire macchine capaci di spostare grandi pesi con piccole forze.

Le leveLe leve

Ma che cos’è una leva?

Una leva è semplicemente

un’asta che ruota attorno ad un punto

chiamato fulcro.Fulcro

Le leveLe leveAd una leva vengono applicate due forze:la resistenza e la potenza

Potenza

Resistenza

Le leveLe leveLa distanza tra la resistenza e il fulcro è detta braccio della resistenza; la distanza tra la potenza e il fulcro è detta braccio della potenza.

FP

bp

bR

L’altalena è una leva?Sai spiegare perché?Perché secondo te l’altalena dell’immagine non è in equilibrio?

Le leveLe leve

Quasi certamente avrai risposto che il bambino in basso pesa più dell’altro.

Le leveLe leve

Ma se si volesse comunque raggiungere l’equilibrio, cosa dovrebbe fare il bambino che sta in basso?

Secondo te, la condizione di equilibrio di una leva dipende esclusivamente dalle forze che agiscono su di essa?

Le leveLe leve

Le leveLe leve

Una leva è in equilibrio quando il prodotto della potenza per il braccio della

potenza è uguale al prodotto della resistenza per il braccio della resistenza

P x bP = R x bR

Le leveLe leve

Se la potenza da applicare è minore della resistenza la leva si dice vantaggiosa; viceversa, se la potenza da applicare è maggiore della resistenza la leva si dice svantaggiosa.

Le leveLe leve

La leva della figura è vantaggiosa o svantaggiosa? Perché?

Le leve di primo genereLe leve di primo genere

Si chiamano così le leve in cui il fulcro è posto tra la resistenza e la potenza


Qesto tipo di leva è vantaggiosa o svantaggiosa? Spiega

Le leve di secondo genereLe leve di secondo genere

Si chiamano così le leve in cui la resistenza è posta tra il fulcro e la potenza


Una leva di secondo genere è vantaggiosa o svantaggiosa? Spiega

Le leve di terzo genereLe leve di terzo genere

Si chiamano così le leve in cui la potenza è posta tra il fulcro e la resistenza


Una leva di terzo genere è vantaggiosa o svantaggiosa? Spiega

finefine

Le Forze. La Forza Quando sei al banco, una forza chiamata gravità ti mantiene seduto sulla sedia.

Documents

Transcript of Le Forze. La Forza Quando sei al banco, una forza chiamata gravità ti mantiene seduto sulla sedia.