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 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
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
Fulcro
Potenza
Resistenza
esempi di leva di
1° genere sono la
bilancia, l’altalena
e le pinze
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
F
R
Le leve sono svantaggiose quando la P è maggiore di R
perchè il braccio della potenza è minore del braccio
della resistenza.
P
Bp
Br
F
R
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
F
R
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
• hanno la resistenza fra il
fulcro e la potenza.
• esempi: lo schiaccianoci,
la carriola, il piede .
Br
F
R
Bp
P
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
F
P
Br
R