Le forze concorrenti

Le forze concorrenti

Scopo: capire il modo in cui è possibile sommare due forze.

Materiale occorrente:

_un supporto simile a questo:

due carrucole

un architrave

di sbarre verticali                   carrucola Filo

una base

A B

_un filo;

_alcuni pesi;

_un goniometro.

Esecuzione:

1) Abbiamo attaccato due pesi da 50g all'estremità del filo (A,B) ed abbiamo notato equilibrio: la forza dei pesi si trasmette lungo il filo e le due forze si annullano:

F -F

Punto di applicazione

2) Abbiamo messo ad A un peso di 30g ed a B uno di 40g: B ha tirato verso di se tutto il filo fino ad arrivare a cadere sulla base del supporto meccanico. Per provare ad equilibrare il tutto abbiamo attaccato, tra le due carrucole, un peso di 50g (forza C): questo si è avvicinato a B ed ha formato un angolo di 90°.

Chiaramente A + B + C = 0 ed A + B = -C. Applicando la regola del parallelogramma (A + B a 90°) abbiamo questo risultato:

Con questi calcoli abbiamo spiegato il comportamento di C.

3) Abbiamo collocato ad A,B,C tre pesi uguali di 20g: C ha formato un angolo di 120° perché, essendo i tre pesi uguali X + X = X, tornando alla regola del parallelogramma, se immaginiamo di dividere il quadrilatero in due triangoli aventi per base la risultante, questi avrebbero i tre lati uguali e sarebbero equilateri con gli angoli di 60°: così si spiega che l'angolo in C sia 120°.

Conclusione: siamo riusciti a calcolare forze con angoli a noi familiari come 90° (il triangolo è rettangolo) e 120° (si formano due triangoli equilateri); teoricamente saremmo, però, capaci di calcolare la risultante con qualsiasi angolo.