Il momento

2 IL CORPO RIGIDO: una piccola disquisizione filosofica nell'ambito della fisica Sino ad ora, dovendo disegnare un corpo fisico su cui sono applicate delle forze, abbiamo supposto che il corpo in questione fosse tutto concentrato in un punto, e applicate su questo punto abbiamo disegnato le frecce rappresentanti i vettori forza agenti (approssimazione mediante “punto materiale”). I corpi fisici reali, però, sono più estesi del solo punto geometrico e dunque permettono ai vettori forza di non essere attaccati tutti al medesimo punto. Questo ha conseguenze fisiche notevoli: le figure a fianco rappresentano la stessa situazione fisica (forze uguali e opposte applicate ad una faccia sorridente), eppure se usiamo l'approssimazione del punto materiale diciamo con sicurezza che il punto rimane fermo essendo sottoposto a forze uguali e contrarie applicate nello stesso punto (risultante nulla), mentre se guardiamo all'oggetto reale capiamo come la faccia, pur rimanendo in effetti sostanzialmente ferma, ruoterà in verso orario. Questo deve farci capire che la fisica fatta fino ad ora dà risposte giuste solo circa la traslazione dei corpi (traslazione = corpo che si muove parallelamente a se stesso), mentre potrà essere inadeguata a descrivere i moti rotatori dei corpi estesi. Questo difetto nella descrizione della rotazione ce lo potevamo aspettare dato che - descrivendo punti geometrici - è veramente difficile distinguere un punto fermo da uno che ruota su di sé! Il fatto che a partire da ora cominciamo a trattare i corpi quali sono (corpi estesi) non deve farci pensare che il nostro studio sarà esente da idealizzazioni: i nostri corpi estesi saranno infatti “corpi rigidi” ovvero corpi che non si deformano anche se sottoposti a grandissime forze; sono in grado di generare reazioni vincolari comunque intense senza rompersi. Questo vuol dire che l'idealizzazione del corpo rigido andrà benissimo per descrivere una barra di acciaio (che non si deforma anche se sottoposta a grandi forze ed è in grado di sorreggere (reazione vincolare) pesi molto grandi senza rompersi), ma andrà veramente male per descrivere una palla di gomma. L'esempio della faccia fatto in questo paragrafo ci prepari a queste novità: LE FORZE DI REAZIONE VINCOLARE Le tre figure a lato rappresentano situazioni di corpi vincolati, ovvero limitati nel loro movimento da piani d'appoggio, da perni, (da guide, rotaie, ecc.). Le forze di reazione vincolare (indicate solitamente con R) sono forze speciali, nel senso che non sono dovute alla presenza di molle, attrazioni gravitazionali, ecc. e nemmeno hanno una intensità predefinita: sono forze che vengono introdotte per comodità di calcolo (per riuscire a tenere conto di piani d'appoggio, perni…) e, per quanto riguarda la loro intensità, hanno un carattere adattativo, ovvero cambiano di intensità a seconda delle forze vere agenti sul sistema. Se la forza peso attiva nella prima figura è di 100 Kgp, per esempio, allora Continua »