Il vettore punta nella direzione positiva dell’asse del piano cartesiano e ha modulo pari a . Il vettore ha modulo e punta nella direzione negativa dell’asse . Determina graficamente i vettori: , e .
Prima di tutto costruiamo i due vettori e seguendo le indicazioni date, ossia
Una volta disegnati questi il primo vettore lo possiamo determinare direttamente con il metodo punto coda (o la regola del parallelogramma)
Per determinare il secondo vettore , e dopo anche il terzo , bisogna in primo luogo determinare il vettore opposto (cioè quello con il segno meno davanti) ricordando che l’opposto di un vettore è un vettore con stesso modulo, stessa direzione e verso opposto, una volta determinato questo possiamo utilizzare il metodo punto coda.
Devi spostare un baule che pesa lungo un corridoio di casa. Applicando una forza parallela al pavimento di riesci a stento a metterlo in moto. Qual è il coefficiente di attrito statico tra il baule e il pavimento? Svuotando il baule il suo peso si riduce del . Che forza devi applicare ora per metterlo in movimento?
Per far scorrere il baule sopra il pavimento bisogna applicare una forza che superi, anche di pochissimo, quella che è la massima forza di attrito che si può sviluppare tra le due superfici. Tale forza massima è determinabile grazie alla formula
dove con indichiamo la forza perpendicolare, ossia la forza che tiene premuto il baule al pavimento. In questo particolare esercizio tale forza è la forza peso del baule, pertanto
da cui
Se la forza peso del baule diminuisse del allora anche la forza di attrito dovrebbe diminuire di tale percentuale siccome il coefficiente di attrito dipende esclusivamente dai materiali, che evidentemente non sono cambiati, pertanto
Una cassa di legno ha una massa di ed è appoggiata sul pavimento. La minima forza che occorre applicare per far muovere la cassa è . Quanto vale il coefficiente di attrito tra la cassa e il pavimento?
Per far scorrere la cassa di legno sopra il pavimento bisogna applicare una forza che superi, anche di pochissimo, quella che è la massima forza di attrito che si può sviluppare tra le due superfici. Tale forza massima è determinabile grazie alla formula
dove con indichiamo la forza perpendicolare, ossia la forza che tiene premuta la cassa di legno al pavimento. In questo particolare esercizio tale forza è la forza peso della cassa, pertanto
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