STATICA Lequilibrio dei corpi Fisica On Line Per

STATICA L’equilibrio dei corpi Fisica On. Line Per eventuali approfondimenti o chiarimenti contattare il Prof. Vincenzo De Leo – vincenzo. deleo@ca. infn. it Statica - L'Equilibrio Dei Corpi

Equilibrio del punto materiale Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 2

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Equilibrio del punto materiale • Il punto materiale è in equilibrio se la risultante delle forze è nulla. Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 4

Equilibrio del corpo rigido • Un corpo rigido è definito come un sistema di particelle in cui la distanza tra due punti resta costante A d B Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 5

Equilibrio del corpo rigido • Un corpo rigido si muove di moto puramente traslatorio quando tutte le sue particelle hanno la stessa velocità istantanea v v A v B Fisica On. Line v v Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 6

Equilibrio del corpo rigido • Un corpo rigido si muove di moto puramente rotatorio quando tutte le sue particelle hanno la stessa velocità angolare istantanea e percorrono traiettorie circolari attorno a una retta, che prende il nome di asse di rotazione. r v = rω Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 7

Equilibrio del corpo rigido • In generale il moto di un corpo rigido è la combinazione di un moto traslatorio e di un moto rotatorio • Questo prende il nome di moto rototraslatorio Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 8

Equilibrio del corpo rigido • Anche nel moto rotatorio è necessaria una forza per provocare un cambiamento dello stato del moto • Si introduce una nuova grandezza vettoriale detta MOMENTO DELLA FORZA RISPETTO ALL’ASSE DI ROTAZIONE: Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 9

Equilibrio del corpo rigido • Un corpo rigido è in equilibrio meccanico quando sono soddisfatte sia la condizione richiesta perché si abbia equilibrio traslatorio sia la condizione richiesta perché si abbia equilibrio rotatorio (equilibrio traslatorio) (equilibrio rotatorio) Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 10

Coppie di forze • Le rotazioni non sono il risultato di un’unica forza esterna ma in realtà le forze applicate al corpo sono sempre due Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 11

Coppie di forze • Definiamo allora Coppia di Forze due forze di uguale intensità, verso opposto e rette d’azione parallele, applicate in punti diversi di uno stesso corpo rigido z y Fisica On. Line x Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 12

Coppie di forze • Il momento di una coppia di forze è il vettore perpendicolare al piano della coppia con il verso piedi-testa di un osservatore che vede la rotazione prodotta dalla coppia procedere in verso antiorario, avente per modulo il prodotto dell’intensità di una forza per il braccio della coppia, cioè la distanza tra le rette d’azione delle due forze Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 13

Leve • Un’asta rigida con un asse fisso, detto fulcro, è chiamata leva • Ad essa tipicamente sono applicate due forze: – Resistenza – Forza motrice (R) (P) Asta rigida Fulcro Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 14

Leve • Leva di primo genere: – Il fulcro si trova tra R e P • Condizione di equilibrio: – • Vantaggiosa solo se a > b b Fisica On. Line a Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 15

Leve Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 16

Leve • Leva di secondo genere: – Il fulcro si trova a una estremità e R è posta tra il fulcro e P • Condizione di equilibrio: – • Sempre vantaggiosaa b Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 17

Leve Fulcro Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 18

Leve • Leva di terzo genere: – Il fulcro si trova a una estremità e P è posta tra il fulcro e R • Condizione di equilibrio: – • Sempre vantaggiosa b a Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 19

Leve Fulcro Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 20

Baricentro • Abbiamo visto che un corpo rigido soggetto a sollecitazioni esterne è in equilibrio quando: • Ma è sufficiente dire che un corpo rigido è in equilibrio quando è fermo? Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 21

Baricentro • Quando si parla di equilibrio di un corpo bisogna distinguere fra tre diversi tipi di equilibrio Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 22

Baricentro • In quale di questi casi il righello omogeneo, vincolato a una parete nella posizione V, è in equilibrio stabile, instabile e indifferente? V V V Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi Direzione della forza peso 23

Baricentro • Per studiare l’equilibrio di un corpo rigido è necessario introdurre il concetto di baricentro. • Un corpo rigido, comunque complesso, si comporta come se tutto il suo peso fosse concentrato nel baricentro (G) G Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 24

Baricentro • Come si può trovare il baricentro di un corpo? • Nei corpi omogenei e di forma regolare, ad esempio in un dado o in una sfera omogenei, il baricentro si trova nel centro di simmetria. G Fisica On. Line G Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 25

Baricentro • Se il corpo è irregolare o non omogeneo non è facile dire dove si trova il baricentro; intuitivamente possiamo solo dire che è spostato verso la parte più pesante del corpo G Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 26

Baricentro • Sperimentalmente si può risalire alla posizione del baricentro di un corpo usando un filo a piombo V 1 V 2 G Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi 27

Baricentro • In generale un corpo sospeso è in equilibrio: – Stabile quando G è sotto V – Instabile quando G è sopra V – Indifferente quando G coincide con V V G G V Fisica On. Line Statica - L'Equilibrio Dei Corpi Direzione della forza peso 28