Capitolo 5
L’equilibrio
dei solidi
Amaldi, L’Amaldi 2.0 © Zanichelli editore 2010
L’equilibrio
Un corpo è in equilibrio
quando è fermo
e continua a restare fermo.
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Punto materiale e corpo rigido
Il punto materiale è un oggetto che è considerato
come un punto, perché è piccolo rispetto all’ambiente
in cui si trova.
Il corpo rigido è un oggetto
esteso che non subisce alcuna
deformazione qualunque siano
le forze che gli vengono
applicate.
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L’equilibrio del punto materiale
Un punto materiale fermo rimane in equilibrio quando è nulla
la risultante delle forze che agiscono su di esso.
• Se sappiamo che la risultante delle forze applicate a un punto
materiale fermo è nulla, siamo sicuri che esso rimane fermo.
• Viceversa, se il punto materiale è fermo e rimane fermo,
significa che la risultante delle forze che gli sono applicate
è uguale a zero.
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Le forze vincolari
Un vincolo è un oggetto che impedisce a un corpo
di compiere alcuni movimenti.
Il vincolo adatta la propria reazione
alla forza attiva che agisce su di esso.
Tutti i vincoli si rompono
se sono sottoposti a forze
eccessive.
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L’equilibrio su un piano inclinato (1)
Che forza deve applicare l’uomo per mantenere fermo il vaso?
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L’equilibrio su un piano inclinato (2)
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L’equilibrio su un piano inclinato (3)
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La retta d’azione di una forza
Una forza che agisce su un corpo rigido può essere spostata
lungo la sua retta d’azione in un altro punto dello stesso
corpo, senza che l’effetto della forza cambi.
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Forze che agiscono sulla stessa retta
La forza risultante è la somma vettoriale delle forze
e può essere spostata sulla sua retta di azione senza
cambiare i suoi effetti.
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Forze concorrenti
La risultante è la somma vettoriale delle due forze
con la regola del parallelogramma.
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Forze parallele
concordi
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discordi
Somma delle forze su un corpo rigido
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Il braccio di una forza
Il braccio di una forza F rispetto
a un punto O è dato dalla distanza
tra il punto O e la retta
che contiene F.
Perché la rotazione del bullone è più agevole
se la chiave inglese è più lunga?
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Il momento di una forza
Il momento di una forza F
rispetto a un punto O è uguale
al prodotto dell’intensità F
della forza per il braccio b.
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Il momento di una coppia di forze
Il momento di una coppia è dato
dalla somma dei momenti delle forze
rispetto al punto medio O.
Esso è uguale al prodotto
dell’intensità F di una forza
per la distanza d tra le rette
di azione delle due forze.
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L’equilibrio di un corpo rigido
Un corpo rigido fermo rimane in equilibrio quando:
• la somma vettoriale delle forze applicate su di esso
è uguale a zero;
• la somma vettoriale dei momenti delle forze, calcolati
rispetto a un punto qualsiasi, è uguale a zero.
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Le leve
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Le leve di primo genere
Il fulcro è posto tra le due forze.
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Le leve di secondo genere
La forza resistente è tra il fulcro e la forza motrice.
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Le leve di terzo genere
La forza motrice è tra il fulcro e la forza resistente.
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Il baricentro
Si chiama baricentro o centro di gravità di un corpo rigido
il punto di applicazione della forza-peso del corpo.
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Dove si trova il baricentro?
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L’equilibrio di un corpo appeso
Un corpo appeso per un punto P è in equilibrio se il suo
baricentro G si trova sulla retta verticale che passa per P.
stabile
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instabile
indifferente
L’equilibrio di un corpo appoggiato
Un corpo appoggiato su un piano è in equilibrio se la retta
verticale che passa per il suo baricentro interseca la base
di appoggio.
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