Il carattere vettoriale delle forze

Leo Domenico LE FORZE SONO GRANDEZZE VETTORIALI? Scopo Verificare che le forze sono grandezze vettoriali, controllando che seguono le regole dell'algebra vettoriale. Apparecchiatura 2 dinamometri (risoluzione 0.01 N; fondoscala); piano inclinato con scala graduata in o (risoluzione 1o; scala da 0o a 75o); carrello filo 2 carrucole Descrizione dell'esperimento con accorgimenti di carattere tecnico Poich?ogliamo verificare il carattere vettoriale delle forze, dobbiamo accertarci che seguano le regole imposte dall'algebra vettoriale. Infatti, non tutte le grandezze fisiche che hanno un segno positivo o negativo davanti al valore numerico sono vettori: ad esempio tra queste vi ?a temperatura, che ?no scalare, poich?on ubbidisce all'algebra vettoriale. Per accertarci quindi del fatto che le forze siano vettori possiamo allestire un esperimento che ci permetta di apprezzare la regola del parallelogrammo, che graficamente riguarda la somma (diagonale uscente dal vertice comune) o la differenza (l'altra diagonale). Prima di passare all'esperimento vero e proprio, definiamo innanzitutto la forza pari a 1 Newton (N): essa ?uella forza che, applicata al Kg campione, gli imprime una accelerazione di 1 m/s2. Come strumento per misurare le forze usiamo un dinamometro; questo ci fornisce le misure attraverso un metodo statico, infatti il principio su cui si basa ?'allungamento di una molla (legge di Hook). Poich? stato definito il N, ?tato possibile applicare questa forza per tarare uno strumento, nella fattispecie deformando la molla. Realizziamo alcune dimostrazioni dell'uso del dinamometro. Avvalendoci di un supporto, appendiamo il dinamometro e vi agganciamo 4 pesetti uguali. In questo modo, ci accorgiamo che i due corpi sono in equilibrio tra loro, quindi il dinamometro sta misurando non altro che l'interazione di gravit?in poche parole, sta pesando il corpo. In questo esperimento, il dinamometro ?irezionato verso il basso e misura (0.20 ± 0.01) N. Proviamo ora a ripetere la misura cambiando la disposizione nello spazio del dinamometro e dei pesetti. Prendiamo un filo di massa trascurabile e lo mettiamo a cavallo di una carrucola, poi ai due estremi del filo agganciamo da una parte il dinamometro e dall'altra 4 dei nostri pesetti. In questo caso, il dinamometro ?el verso opposto a prima, ma otteniamo lo stesso risultato di prima. Il merito di questo va alla carrucola: essa ci permette di cambiare il verso senza alterare l'intensit? la direzione della forza. Anche se ripetevamo le misure mettendo il dinamometro in altre direzioni dello spazio, ottenevamo comunque lo stesso risultato: la carrucola fa cambiare a nostro piacere il verso. Gi?alle osservazioni fatte preventivamente all'esperimento principale, abbiamo parlato di direzione, verso e modulo delle forze: la natura vettoriale delle forze ?erci?ersa sin da ora. Utilizzando sempre le carrucole, abbiamo dimostrato che le forze sono soggette alla regola del parallelogrammo. Abbiamo teso un filo al di sop