Le Forze

Le Forze

Principio di inerzia

Esistono sistemi di riferimento nei quali se su un corpo non agisce alcuna forza, esso conserva il suo stato di quiete o di moto a velocità costante. Sono detti sistemi di riferimento inerziali. Tutti i sistemi animati da moto traslatorio rettilineo uniforme rispetto ad un sistema inerziale, sono inerziali.

Se due sistemi si muovono in modo che gli assi coordinati mantengono costante il loro orientamento relativo, si dice che si muovono in modo traslatorio l'uno rispetto all'altro. In particolare il moto si dice traslatorio rettilineo e uniforme se l'origine di un sistema si muove di moto rettilineo uniforme rispetto all'altro sistema.

Il principio di relatività di Galilei dice che:

"Se due laboratori si muovono l'uno rispetto all'altro di moto traslatorio e rettilineo ed uniforme, non esiste esperimento che dia risultati diversi nell'uno e nell'altro laboratorio"

Un altro sistema di riferimento non inerziale

La terra non è un sistema di riferimento inerziale

Secondo Principio

In un sistema di riferimento inerziale se si applica una forza a un corpo, esso acquista un'accelerazione che ha direzione e verso uguali a quello della forza e modulo direttamente proporzionale al modulo della forza. Vale quindi F= m*a

La costante di proporzionalità è una grandezza scalare, viene chiamata massa inerziale. L'unità di misura nel SI è il Kg.

Componente normale della forza

Quando le due forze si uguagliano il corpo non è soggetto a forze.

Terza legge di Newton

In un sistema di riferimento inerziale, se due corpi interagiscono, la forza applicata dal corpo 1 sul corpo 2 è uguale alla forza che il corpo 2 applica sul corpo 1.

Attrito statico

Consideriamo un corpo fermo su un piano orizzontale. Il corpo non si muove anche sotto l'azione di una piccola forza orizzontale: la forza da noi applicata è equilibrata da una forza di attrito opposta esercitata dal piano sul corpo e agente lungo la superficie di contatto.

Aumentando la forza da noi applicata troviamo un ben definito valore per cui il corpo inizia a muoversi. Il moto risulta essere accelerato per effetto di tale forza. Le forze di attrito che agiscono fra superfici a contatto ferme, sono dette forze di attrito statico.

Intesità della forza di attrito statico

a)       è indipendente dall'area della superficie di contatto. Ad esempio appoggiando l'oggetto su una superficie laterale anziché sulla base, la forza applicata sufficiente a spostare l'oggetto non varia.

b)       È proporzionale alla forza normale, N, uscente perpendicolarmente al piano.

Il rapporto tra il valore massimo della forza di attrito statico e il valore della forza normale è detto coefficiente di attrito statico. Esso dipende dalla natura dei materiali a contatto:

f_s <= μ_s N

il segno di uguaglianza vale soltanto quando fs raggiunge il suo valore massimo.

Misura del coefficiente di attrito statico

μ_{s =} mg sinθ / mg cosθ  = tan θ

N = mg cosθ

0+N - mg cosθ =0

Origini dell'attrito statico

È possibile la formazione di microsaldature a freddo tra le superfici di due corpi a contatto che vengono distrutte a causa delle forze applicate