CORSO DI FISICACORSO DI FISICA
Prof. Francesco Zampierihttp://digilander.libero.it/fedrojp/
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.
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