La fisica statica

Di Micaela Bonito.

Approfondimenti sulla fisica statica e in particolare sulle forze

Statica

Argomenti trattati:
- Misura statica delle forze - Equilibrio di un punto materiale libero - Equilibrio su un piano inclinato - Il momento di una forza - Momento di una coppia di forze - Il centro di gravità - La bilancia - Esercizi di Statica


Un corpo fermo non si mette spontaneamente in moto. Per muoverlo occorre qualche agente esterno: ad esempio, l’attrazione di un pezzo di ferro se l’oggetto è una calamita, uno sforzo muscolare se l’oggetto è una massa da sollevare.
A tutti gli agenti esterni che perturbano lo stato “naturale” di quiete o, come vedremo, di moto rettilineo uniforme, si dà il nome di forze.
Ciò che oggi si ritiene, cioé che un corpo in moto rettilineo uniforme  in assenza di forze non si fermi, appare controintuitivo, ma consoliamoci… poiché anche Aristotele  credeva che i corpi tendessero a fermarsi.
Il problema è che nella realtà è difficile osservare corpi isolati meccanicamente, per la presenza ubiqua delle forze di attrito, che frenano i corpi in moto.
Ma che esistano queste forze dovute all’interazione dei corpi con il mezzo in cui si muovono è evidente: il tempo di arresto di un corpo in moto su una lastra di ghiaccio è molto più lungo di quello su una strada asfaltata!




Misura statica delle forze

Un metodo per misurare l’intensità statica di una forza consiste nell’applicarla a una molla e nell’osservare qual è l’allungamento prodotto.
La direzione e il verso della forza sono quelli in cui l’oggetto si muove. La molla può essere usata come strumento di misura delle forze, una volta che sia stata opportunamente tarata.
La calibrazione dello strumento che ci accinghiamo a costruire, detto dinamometro, avviene nel seguente modo: si dispone la molla in verticale, si affianca ad essa un righello in cui si segna la posizione della molla “a riposo” (punto 0).

Quindi si appende alla molla un peso-campione di massa unitaria (1 kg) e si segna la nuova posizione della molla (punto 1).

A questo punto possiamo dire che se alla molla viene applicato un peso che la fa allungare di più, questo sarà più pesante del peso-campione e la nostra scala graduata ci consentirà di stabilire esattamente quanto pesa il corpo in esame.


Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della forza è il Newton (N). La forza con cui la Terra attrae un corpo di massa 1 kg è 9.8N.
Ecco l’ordine di grandezza di alcune forze che si manifestano in natura.

fenomeno

Forza(N)

Attrazione Sole-Terra

1022

Trazione di una locomotiva

106

Peso dell’atmosfera sulla
testa di un uomo

103

Peso di una moneta da 1 euro

0.05

Attrazione elettrone-protone

10-7