^^Scomposizione di 3 forze in equilibrio.
Come prevedere se il sistema di forze e' equilibrato?
E' la domanda centrale attorno a cui tutto ruota.
Esempio
3 forze in equilibrio: misura.xls
Raccolta dei risultati di classe .xls
Links
pre: Rappresentare la forza con un vettore
freccia.
2009
Rette d'azione, individuate
dai punti di intersezione
col bordo.
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x |
y |
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cm |
cm |
A |
A' |
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A" |
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B |
B' |
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|
B" |
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C |
C' |
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C" |
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Il verso della forza A
e' da A' ad A".
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Punti di applicazione
delle forze
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x |
y |
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cm |
cm |
A |
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B |
|
|
C |
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Scala per rappresentare
i vettori forza
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Dati reali |
Dati disegno. |
1N |
2cm |
0,5N |
1cm |
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Intensita' delle forze.
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Dati reali |
Dati disegno |
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N |
cm |
A |
|A| |
1,3 |
2,6 |
B |
|B| |
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|
C |
|C| |
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Componenti cartesiane delle forze,
e loro somma algebrica
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Dati disegno |
Dati reali. |
N |
H |
V |
H |
V |
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cm |
cm |
N |
N |
A |
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|
|
|
B |
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|
|
C |
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∑ |
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H = Horizontal, componente orizzontale della forza.
V = Vertical, componente verticale della forza.
∑ = somma
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Momento torcente delle
forze
componenti verticali
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N |
x |
V |
M=xV |
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cm |
N |
cm*N |
A |
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B |
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|
C |
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∑ |
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Momento torcente delle
forze
componenti orizzontali
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N |
y |
H |
M= - yH |
|
cm |
N |
cm*N |
A |
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B |
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C |
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∑ |
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Momento
torcente
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N |
M=xV-yH |
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cm*N |
A |
|
B |
|
C |
|
∑ |
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- Misurare le coordinate dei punti per individuare le rette di azione.
Sono i punti di intersezione tra le rette di azione ed il rettangolo
cartesiano.
- Misurare le coordinate dei punti di applicazione delle forze.
- Rappresentare le forze tramite i vettori forza.
Per far cio', calcolare
la lunghezza dei vettori, a partire dalla conoscenza delle intensita', e
fissata la scala da usare.
- Scomporre le forze in componente orizzontale e
componente verticale.
E' una prestazione grafica: un vettore viene scomposto in 2 vettori
ortogonali tra loro. Per chiarezza conviene tracciare coi colori: le
componenti orizzontali rosse, le verticali verdi. Od altri colori distinti.
- Misurare le componenti coi numeri relativi: segno positivo se
concorde al verso di riferimento, negativo se discorde. Prima si misura la lunghezza grafica
del vettore, poi usando la scala di rappresentazione, si passa alla forza.
E' il passaggio opposto di quanto fatto al punto 2: prima dai newton ai cm,
ora dai cm ai N.
Direzione-verso di riferimento standard: x orizzontale verso destra, y
verticale verso alto.
- Fare la somma algebrica componenti ∑ su ogni asse per verificare se e' zero.
Sara' circa, poiche' ci sono errori di misura.
Calcolare la componente orizzontale e verticale del segmento A'A". Calcolare
come differenza delle coordinate.
Rette di azione.
Punti per individuarle.
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x |
y |
∆x |
∆y |
A |
A' |
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A" |
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B |
B' |
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B" |
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C |
C' |
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C" |
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2008
c: Dato il disegno delle forze in scala:
- Fare la scomposizione rettangolare di ognuna.
- Misurare le componenti mettendole in tabella. Prima la lunghezza grafica
del vettore, poi usando la scala di rappresentazione, passare alla forza.
Direzione-verso di riferimento standard: x orizzontale verso destra, y
verticale verso alto.
- Fare la somma algebrica componenti su ogni asse per verificare se e' zero. Sara' circa, poiche' ci sono errori di misura.
- Misurare le componenti braccio della forza. Scegliamo come polo il punto-vertice in
basso a sinistra, e direzione-verso di riferimento standard, uguali a quelli
usati per la misura della forza: x orizzontale verso destra, y verticale
verso alto, quindi le componenti sono solo positive, niente negative.
- Calc torcente di ogni forza.
- Prima il torcente delle componenti H e V, poi:
- il torcente di ogni forza sommando il torcente delle componenti
- il torcente totale delle forze orizzontali, sommando i torcente delle
forze H
- il torcente totale delle forze verticali, sommando il torcente delle
forze V
- il torcente di tutto il sistema, sommando i torcenti al punto 2, o
quelli al punto 3 e 4.
Tb componenti cartesiane della forza
e loro somma algebrica
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Dati disegno |
Dati reali. |
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Scala 1 cm: |
2 N |
N |
H |
V |
H |
V |
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cm |
cm |
N |
N |
A |
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B |
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|
C |
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∑ |
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H = Horizontal, componente orizzontale della forza.
V = Vertical, componente verticale della forza.
∑ = somma
Tb componenti cartesiane del braccio
della forza
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Dati disegno |
Dati reali |
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Scala 1 cm: |
4 cm |
N |
x |
y |
x |
y |
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cm |
cm |
cm |
cm |
A |
|
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B |
|
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|
C |
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∑ |
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Tb torcente dei braccio-forza
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N |
TH= -yH |
TV= xV |
T=TH+TV |
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cm*N |
cm*N |
cm*N |
A |
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B |
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|
C |
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∑ |
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I calcoli del torcente devono essere fatti con i dati reali.
Suggerimenti
Le frecce delle componenti stanno dentro il rettangolo: la punta della punta
coincide con il vertice dell'angolo, non il retro della punta.
Tutti i numeri usati sono numeri con segno, anche le lunghezze, si intendono
come lunghezze orientate.
Tb ordinate cartesiane dei
punti di applicazione delle forze
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Dati disegno |
Dati reali |
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Scala 1 cm: |
4 cm |
N |
x |
y |
x |
y |
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cm |
cm |
cm |
cm |
A |
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|
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B |
|
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|
|
C |
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∑ |
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