Per far scivolare sul pavimento un vaso di fiori di Luca applica una forza parallela al pavimento. Sapendo che il coefficiente di attrito statico tra il vaso e la superficie è , qual è la minima intensità della forza che deve applicare?
La forza di attrito statico è una forza che si oppone “alla messa in moto” di uno scorrimento tra due oggetti. Quindi se vogliamo spingere il vaso di fiori inizialmente fermo la forza di attrito statico si opporrà a tale tentativo. Pertanto la forza di attrito avrà stessa direzione e verso opposto al movimento che vogliamo far fare al vaso, in più il suo modulo massimo (oltre al quale il vaso inizierà a muoversi) è determinabile tramite la formula
dove con intendiamo la forza perpendicolare, cioè la forza che tiene incollato il vaso al pavimento. In questo particolare esercizio tale forza è la forza peso del vaso, quindi
Un blocco di legno di massa è spinto su una superficie orizzontale da una forza costante . Se il coefficiente di attrito dinamico tra la superficie e il blocco è , qual è l’intensità della forza di attrito che agisce sul blocco. In che direzione e verso agisce? Se sul blocco ne viene posto un altro identico, come varia la forza di attrito?
La forza di attrito dinamico è una forza che si oppone allo “slittamento” di un corpo su un altro quando questi sono già in movimento reciproco. Quindi è una forza che ha stessa direzione, ma verso opposto al movimento del corpo e modulo determinabile dalla formula
dove con si intende la forza perpendicolare, cioè la forza che tiene premuto l’oggetto contro la parete su cui si muove. In questo particolare esercizio la forza perpendicolare è la forza peso del blocchetto di legno, pertanto
Dalla discussione che abbiamo fatto possiamo notare che qualora venga messo un blocco sopra quello già presente la forza peso che tiene incollato il primo blocco al piano orizzontale raddoppierebbe e quindi anche la forza di attrito raddoppierebbe.
In questo esercizio la forza elastica, che è sia la forza che deforma la molla che la forza che la molla esercita sull’oggetto che la deforma, è uguale alla forza peso dell’oggetto a lei appeso (infatti è la forza peso a deformare la molla). Pertanto
e quindi, siccome conosciamo l’espressione sia della forza peso che della forza elastica, abbiamo che
A una molla con costante elastica di è applicata una forza di . Di quanto si allunga la molla? Se la costante elastica fosse di , l’allungamento sarebbe maggiore o minore?
La costante elastica di una molla rappresenta quanta forza è necessario per allungare la molla di . In particolare chiamato il vettore allungamento della molla (è un vettore perchè la molla si può sia allungare che restringere) la formula che definisce la costante elastica è
per cui se alla molla in questione applichiamo una forza di lei si allungherà di , se invece la molla avesse costante elastica minore, allora si allungherebbe di più, in quanto costante elastica vuol dire che sono sufficienti per allungare la molla di .
Il peso di un corpo è la forza con cui il pianeta lo attrae al suo centro. Una volta conosciuto il pianeta, e quindi la costante gravitazionale tipica di ogni pianeta, la formula che lega massa e peso è la seguente
Siccome Maria si trova sulla Terra, di cui conosciamo , possiamo dire che
Sappiamo che la forza peso è la forza con cui un corpo celeste attrae gli oggetti posti sulla sua superficie. Il modulo di tale forza si calcola con la formula
dove è la massa del corpo, mentre è una costante tipica di ogni pianeta. Una volta ricordato questo abbiamo che
Una barca in mezzo al mare viene spinta dalle onde con una forza di verso nord, ma il vento sulla vela applica alla barca una forza di in direzione est. Qual è il modulo della risultante delle forze? In che direzione verrà spinta la barca?
Se facciamo uno schema della situazione su un piano cartesiano possiamo facilmente notare che la forza risultante che viene applicata sulla barca è una forza di componenti
Pertanto il modulo lo possiamo calcolare con il teorema di Pitagora
mentre la direzione la calcoliamo con l’arcotangente, infatti