Decomposizione di una forza lungo due direzioni assegnate

Si tratta di scomporre una forza in due componenti, la cui risultante sia la forza assegnata.

di Anna Maria Gennai

In laboratorio

Liceo Classico Andrea da Pontedera (PI)

Realizzazione dell’esperienza

La forza che consideriamo è la forza peso che si esercita su una massa di 127 grammi, quindi una forza di intensità P= 1.24 Newton circa.

Sospendiamo la massa mediante un filo inestensibile e di massa trascurabile. Il filo viene fatto passare attraverso una carrucola, che posizioniamo sul bordo del tavolo, mediante dei morsetti. E’ necessario che il filo sia perpendicolare allo spigolo del tavolo

Allestimento materiale

Mediante un nodo scorrevole, questo filo viene collegato ad un altro, lungo circa 60-70 cm. Le estremità di questo secondo filo vengono collegate mediante due cappietti a due dinamometri. Quelli che utilizziamo hanno la stessa portata, di 500 grammi. Prima di procedere con le misurazioni, azzeriamo i dinamometri nella posizione di lavoro; poiché li appoggiamo sul tavolo, li azzeriamo in modo orizzontale.

Riduzione degli attriti

Facciamo anche attenzione che non ci siano attriti particolari tra il filo e il tavolo o tra il filo e la carrucola. Per ridurre il più possibile gli attriti solleviamo delicatamente i fili e li rilasciamo, per tre o quattro volte.

Esecuzione

Posizioniamo tra i fili e il tavolo un foglio, sul quale riportiamo le direzioni delle tre forze.

Scriviamo in una tabella i valori riportati dai dinamometri. Ripetiamo l’esperimento cambiando la massa sospesa e la direzione dei dinamometri sul tavolo.

Analisi dei risultati

Sui fogli su cui abbiamo disegnato le direzioni, ottenute con masse e direzioni differenti, riportiamo, in scala opportuna, i valori delle tre forze lette ogni volta sui dinamometri.

Effettuiamo una verifica grafica dei risultati, constatando la validità della regola del parallelogramma e l’annullarsi della somma algebrica delle componenti delle tre forze in due direzioni perpendicolari tra loro.

Conclusioni

Abbiamo visto come è possibile decomporre una forza lungo due direzioni assegnate

r

s

F

Data una forza F e due direzioni non parallele, per determinare le componenti della forza lungo quelle retteè necessario individuare su quelle rette due vettori la cui risultante sia F.

r

s

FFs

Fr

Dall’estremo libero di F si tracciano le parallele alle due direzioni che individuano le componenti.

Approfondimenti e verifiche

http://online.scuola.zanichelli.it/pidatellameccanica-files/vol1/approfondimenti/Zanichelli_Pidatella_approfondimento_1_2C.pdf

Per un approfondimento si può consultare il materiale pubblicato da Zanichelli all’indirizzo

http://zte.zanichelli.it/#exerciser%20id=21

Per verificare la comprensione dei contenuti si può effettuare il test all’indirizzo:

Fonti

• Amaldi, Le traiettorie della fisica, intractive ebook Zanichelli

• http://www.intechopen.com/books/wind-tunnels-and-experimental-fluid-dynamics-research/sport-aerodynamics-on-the-relevance-of-aerodynamic-force-modelling-versus-wind-tunnel-testing-

Presentazione realizzata per il corso di formazione online ZETACADEMY proposto da Zanichelli nell’a.s. 2013-2014