Concetti Chiave
- Un oggetto è in equilibrio quando la sua posizione rimane invariata nel tempo e tutte le forze applicate si annullano reciprocamente.
- Un punto materiale è un modello semplificato con massa ma senza dimensioni, utile per studiare l'equilibrio di un corpo come un tutto piuttosto che nelle sue parti.
- Vincoli e reazioni vincolari influenzano l'equilibrio di un corpo, con i vincoli che limitano il movimento e le reazioni che esercitano forze compensatorie.
- L'equilibrio su un piano inclinato richiede una forza equilibrante che contrasta la componente della forza peso, con o senza attrito.
- L'attrito su un piano inclinato determina se un corpo rimane in equilibrio, con un angolo limite oltre il quale l'attrito non può più mantenere l'equilibrio.
L’equilibrio di un corpo
Un oggetto è in equilibrio se la sua posizione non cambia al passare del tempo.
Un punto materiale
• è un punto privo di dimensioni ma dotato di massa;
• è un modello semplificato del corpo;
• si applica se interessa valutare il corpo nel suo insieme e non nelle sue singole parti; • è il caso più semplice nello studio delle condizioni di equilibrio di un corpo.
Vincoli e reazioni vincolari:
L’equilibrio su un piano orizzontale
In generale i corpi non sono completamente liberi ma vincolati.
Un vincolo è un corpo che impedisce a un altro corpo di compiere alcuni movimenti e la reazione vincolare è la forza che il vincolo esercita sul corpo.
Se un punto in materiale è in equilibrio, la risultante di tutte le forze applicate è nulla.
I corpi rigidi:
Se un corpo è in equilibrio e più forze sono applicate nello stesso punto, allora la risultante di tutte le forze applicate è nulla.
La forza equilibrante:
Se noi abbiamo un corpo che non è in equilibrio, per poterlo equilibrare basta applicare una forza uguale ed opposta alla risultante delle forze applicate, e questa forza si chiama forza equilibrante.
L’equilibrio e l'attrito
L’equilibrio di un punto materiale su un piano inclinato senza attrito Dato un corpo lungo un piano inclinato di altezza h e lunghezza l
In assenza di attrito:
per mantenere in equilibrio il corpo è necessario applicare una forza equilibrante uguale e opposta alla componente della forza peso parallela al piano.
L’equilibrio su un piano inclinato con attrito
Dato un corpo lungo un piano inclinato di altezza h e lunghezza l
In presenza di attrito:
il corpo rimane in equilibrio finché la forza di attrito non viene vinta dalla componente della forza peso parallela al piano.
Su un piano inclinato esiste sempre un angolo, detto angolo limite, oltre il quale l’attrito non riesce a tenere un corpo in equilibrio.
Un punto materiale è in equilibrio se la risultante di tutte le forze a esso applicate è uguale a zero.
Un punto materiale vincolato è in equilibrio se la risultante di tutte le forze a esso applicate, comprese tutte le reazioni vincolari, è uguale a zero.
Domande da interrogazione
- Che cos'è un punto materiale e come si applica nello studio dell'equilibrio?
- Come si mantiene l'equilibrio di un corpo su un piano inclinato senza attrito?
- Qual è il ruolo dell'attrito nell'equilibrio su un piano inclinato?
Un punto materiale è un modello semplificato di un corpo, privo di dimensioni ma dotato di massa, utilizzato per valutare il corpo nel suo insieme. È il caso più semplice nello studio delle condizioni di equilibrio di un corpo.
In assenza di attrito, per mantenere in equilibrio un corpo su un piano inclinato, è necessario applicare una forza equilibrante uguale e opposta alla componente della forza peso parallela al piano.
L'attrito mantiene un corpo in equilibrio su un piano inclinato finché non viene vinto dalla componente della forza peso parallela al piano. Esiste un angolo limite oltre il quale l'attrito non riesce a mantenere l'equilibrio.
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