Unità A7��Le forze e l’equilibrio��
Lezione LIM
Le forze e l’equilibrio
L'equilibrio dei corpi e il baricentro
Le forze e l’equilibrio
Un corpo è in quiete quando su �di esso non agiscono forze oppure quando agiscono forze che si annullano tra loro.
Quando su un corpo agiscono diverse forze ed esso rimane fermo, si dice che il corpo è �in equilibrio.
L'equilibrio dei corpi e il baricentro
Le forze e l’equilibrio
Il baricentro (dal greco baros, “peso”) è il centro di gravità di un corpo: cioè il punto sul quale si può immaginare che �sia concentrata tutta la massa e applicata tutta la forza �di gravità.
Fp
Corpi appoggiati e corpi sospesi
Un corpo appoggiato è in equilibrio fino a quando �la verticale condotta dal suo baricentro cade dentro la base di appoggio. La parte della fisica che studia l’equilibrio �dei corpi è la statica.
Le forze e l’equilibrio
Corpi appoggiati e corpi sospesi
L’equilibrio di un corpo è:
Le forze e l’equilibrio
Corpi appoggiati e corpi sospesi
Anche per i corpi sospesi si può avere un equilibrio stabile, instabile o indifferente. Un esempio di corpo sospeso è �un quadro appeso al muro con un chiodo.
Le forze e l’equilibrio
Le leve
La leva è una macchina formata da un’asta rigida che è appoggiata su un punto, detto fulcro, e può ruotare intorno �a esso. Gli elementi di una leva sono:
Le forze e l’equilibrio
Le leve
Gli elementi di una leva sono legati tra loro secondo la legge della leva. In una leva in equilibrio vale la formula:
P × bP = R × bR
Quando bP = bR, �la leva è indifferente.
Quando bP > bR, �la leva è vantaggiosa.
Quando bP < bR, �la leva è svantaggiosa.
Le forze e l’equilibrio
Le leve
Esistono tre generi di leva:
Le forze e l’equilibrio
La pressione
Il rapporto tra la forza e la superficie sulla quale essa agisce è detto pressione. La pressione può essere espressa con la formula:
1 Pa è la pressione esercitata da una forza di 1 N su una superficie di 1 m2.
Le forze e l’equilibrio
La pressione
Principio di Pascal: �se esercitiamo una pressione �in un punto di un liquido, questa pressione si trasmette con la stessa intensità in tutte le direzioni.
Le forze e l’equilibrio
La pressione nei liquidi e nei gas
In tutti i liquidi la pressione aumenta regolarmente man mano che si scende in profondità.
La pressione dell’acqua aumenta con la profondità di 1 kgf/cm2 ogni 10 m.
Le forze e l’equilibrio
La pressione nei liquidi e nei gas
Legge di Stevin: in un liquido il valore della pressione p è uguale al prodotto del peso specifico del liquido (Ps) per �la profondità (h). In formula si può scrivere perciò:
pressione = peso specifico × profondità
p = Ps × h
Le forze e l’equilibrio
La pressione nei liquidi e nei gas
La pressione atmosferica, come la pressione dell’acqua, aumenta man mano che aumenta la profondità, cioè l’altezza della colonna d’aria.
A livello del mare la pressione di tutta l’aria atmosferica sopra di noi vale, in media, 1 kgf/cm2.
Le forze e l’equilibrio
La spinta di Archimede
Spinta di Archimede: un corpo immerso in un liquido riceve dal liquido una spinta verso l’alto uguale al peso del volume di liquido che viene spostato.
Le forze e l’equilibrio
La spinta di Archimede
Per determinare se un corpo galleggia in un liquido possiamo considerare il peso specifico: un corpo galleggia in un liquido se il suo peso specifico è minore di quello del liquido. Se il suo peso specifico è maggiore, il corpo affonda.
Le forze e l’equilibrio
La spinta di Archimede
Il principio di Archimede non è valido soltanto nell’acqua, ma �in tutti i fluidi, cioè in tutti i liquidi e i gas. Anche i corpi immersi nell’aria, quindi, ricevono �una spinta verso l’alto; si tratta però di una spinta molto piccola perché l’aria ha un peso specifico bassissimo, pari �a circa 0,001 gf/cm3.
Le forze e l’equilibrio