La somma vettoriale di tutte le forze che agiscono su un corpo. Il vettore principale è la somma vettoriale di tutte le forze applicate al corpo

Un cerchio.

C) parabola.

D) la traiettoria può essere qualsiasi.

E) dritto.

2. Se i corpi sono separati da uno spazio senz'aria, è possibile il trasferimento di calore tra di loro

A) conduttività termica e convezione.

B) radiazione.

C) conduttività termica.

D) convezione e irraggiamento.

E) convezione.

3. Elettroni e neutroni hanno cariche elettriche

A) elettrone – negativo, neutrone – positivo.

B) elettrone e neutrone – negativi.

C) elettrone – positivo, neutrone – negativo.

D) elettrone e neutrone – positivi.

E) elettrone – negativo, neutrone – non ha carica.

4. La corrente necessaria per compiere un lavoro pari a 250 J con una lampadina da 4 V e per 3 minuti è pari a

5. Come risultato di una trasformazione spontanea, il nucleo di un atomo di elio volò via dal nucleo atomico a seguito del successivo decadimento radioattivo

A) radiazioni gamma.

B) decadimento di due protoni.

C) decadimento alfa.

D) decadimento del protone.

E) decadimento beta.

6. Un punto sulla sfera celeste, designato dallo stesso segno della costellazione del Cancro, è un punto

A) sfilata di pianeti

B) equinozio di primavera

C) equinozio d'autunno

D) solstizio d'estate

E) solstizio d'inverno

7. Il movimento di un camion è descritto dalle equazioni x1= - 270 + 12t, e il movimento di un pedone lungo il lato della stessa autostrada dall'equazione x2= - 1,5t. L'orario della riunione è

8. Se un corpo viene lanciato verso l'alto ad una velocità di 9 m/s, raggiungerà la sua massima altezza in (g = 10 m/s2)

9. Sotto l'influenza di una forza costante pari a 4 N, un corpo con una massa di 8 kg si muoverà

A) accelerato uniformemente con un'accelerazione di 0,5 m/s2

B) accelerato uniformemente con un'accelerazione di 2 m/s2

C) uniformemente accelerato con un'accelerazione di 32 m/s2

D) uniformemente ad una velocità di 0,5 m/s

E) uniformemente ad una velocità di 2 m/s

10. La potenza del motore di trazione del filobus è di 86 kW. Il lavoro che può essere svolto dal motore in 2 ore è

A) 619200 kJ.

C) 14400 kJ.

E) 17200 kJ.

11. Energia potenziale di un corpo deformato elasticamente quando la deformazione aumenta di 4 volte

A) non cambierà.

B) diminuirà di 4 volte.

C) aumenterà di 16 volte.

D) aumenterà di 4 volte.

E) diminuirà di 16 volte.

12. Palle con masse m1 = 5 g e m2 = 25 g si muovono l'una verso l'altra con velocità υ1 = 8 m/s e υ2 = 4 m/s. Dopo un impatto anelastico, la velocità della palla m1 è uguale (la direzione dell'asse coordinato coincide con la direzione del moto del primo corpo)

13. Con vibrazioni meccaniche

A) solo l’energia potenziale è costante

B) sia l'energia potenziale che l'energia cinetica sono costanti

C) solo l'energia cinetica è costante

D) solo l'energia meccanica totale è costante

E) l'energia è costante nella prima metà del periodo

14. Se lo stagno è al punto di fusione, sciogliere 4 kg richiederà una quantità di calore pari a (J/kg)

15. Un campo elettrico di intensità 0,2 N/C agisce su una carica di 2 C con una forza

16. Stabilire la sequenza corretta delle onde elettromagnetiche all'aumentare della frequenza

1) onde radio, 2) luce visibile, 3) raggi X, 4) radiazione infrarossa, 5) radiazione ultravioletta

A) 4, 1, 5, 2, 3

B) 5, 4, 1, 2, 3

C) 3, 4, 5, 1, 2

D) 2, 1, 5, 3, 4

E) 1, 4, 2, 5, 3

17. Uno studente taglia una lamiera applicando una forza di 40 N ai manici delle forbici. La distanza dall'asse delle forbici al punto di applicazione della forza è 35 cm e la distanza dall'asse delle forbici. alla lamiera è di 2,5 cm. La forza necessaria per tagliare la lamiera

18. L'area del pistone piccolo di una pressa idraulica è di 4 cm2 e l'area di quello grande è di 0,01 m2. La forza di pressione sul pistone grande è maggiore della forza di pressione sul pistone piccolo

B) 0,0025 volte

E) 0,04 volte

19. Un gas, espandendosi a una pressione costante di 200 Pa, ha compiuto 1000 J di lavoro. Se inizialmente il gas occupava un volume di 1,5 m, il nuovo volume di gas è pari a

20. La distanza dall'oggetto all'immagine è 3 volte maggiore della distanza dall'oggetto all'obiettivo. Questa è una lente...

A) biconcava

Appartamento B

C) raccolta

D) dispersione

E) piano-concavo

L'azione meccanica dei corpi gli uni sugli altri è sempre la loro interazione.

Se il corpo 1 agisce sul corpo 2, allora il corpo 2 agisce necessariamente sul corpo 1.

Per esempio,sulle ruote motrici di una locomotiva elettrica (Fig. 2.3) agiscono le forze di attrito statico delle rotaie, dirette verso il movimento della locomotiva elettrica. La somma di queste forze costituisce la forza di trazione della locomotiva elettrica. A loro volta, le ruote motrici agiscono sulle rotaie mediante forze di attrito statico dirette nella direzione opposta.

Una descrizione quantitativa dell'interazione meccanica è stata data da Newton nel suo terza legge della dinamica.

Per i punti materiali questa legge è formulato COSÌ:

Due punti materiali agiscono l'uno sull'altro con forze uguali in grandezza e dirette in modo opposto lungo una linea retta che collega questi punti(Fig.2.4):
.

La terza legge non è sempre vera.

Eseguita rigorosamente

    in caso di interazioni di contatto,

    durante l'interazione di corpi in riposo a una certa distanza l'uno dall'altro.

Passiamo dalla dinamica di un singolo punto materiale alla dinamica di un sistema meccanico costituito da punti materiali.

Per -di quel punto materiale del sistema, secondo la seconda legge di Newton (2.5), abbiamo:

. (2.6)

Qui E - massa e velocità -quel punto materiale, - la somma di tutte le forze che agiscono su di esso.

Le forze che agiscono su un sistema meccanico si dividono in esterne ed interne. Forze esterne agire su punti di un sistema meccanico da altri corpi esterni.

Forze interiori agire tra punti del sistema stesso.

Allora forza nell'espressione (2.6) può essere rappresentata come la somma delle forze esterne e interne:

, (2.7)

Dove
la risultante di tutte le forze esterne che agiscono su di esso -quel punto del sistema; - forza interna che agisce su questo punto lateralmente th.

Sostituiamo l'espressione (2.7) nella (2.6):

, (2.8)

sommando i lati sinistro e destro delle equazioni (2.8), scritte per tutti punti materiali del sistema, otteniamo

. (2.9)

Secondo la terza legge di Newton, le forze di interazione -quello e I punti del sistema sono uguali in grandezza e opposti in direzione
.

Pertanto, la somma di tutte le forze interne nell'equazione (2.9) è uguale a zero:

. (2.10)

Viene chiamata la somma vettoriale di tutte le forze esterne che agiscono sul sistema il principale vettore delle forze esterne

. (2.11)

Invertendo le operazioni di somma e differenziazione nell'espressione (2.9) e tenendo conto dei risultati (2.10) e (2.11), nonché della definizione della quantità di moto del sistema meccanico (2.3), otteniamo

- equazione fondamentale per la dinamica del moto traslatorio di un corpo rigido.

Questa equazione esprime legge della variazione della quantità di moto di un sistema meccanico: la derivata temporale della quantità di moto di un sistema meccanico è uguale al vettore principale delle forze esterne agenti sul sistema.

2.6. Centro di massa e legge del suo moto.

Centro di Massa(inerzia) di un sistema meccanico si chiama punto , il cui raggio vettore è uguale al rapporto tra la somma dei prodotti delle masse di tutti i punti materiali del sistema per i loro raggi vettori e la massa dell'intero sistema:

(2.12)

Dove E - vettore massa e raggio -quel punto materiale, -il numero totale di questi punti,
massa totale del sistema.

Se i vettori del raggio vengono disegnati dal centro di massa , Quello
.

Così, il centro di massa è un punto geometrico , per il quale la somma dei prodotti delle masse di tutti i punti materiali che formano un sistema meccanico mediante i loro raggi vettori tracciati da questo punto è uguale a zero.

Nel caso di distribuzione continua della massa nel sistema (nel caso di un corpo esteso), il raggio vettore del centro di massa del sistema è:

,

Dove R– raggio vettore di un piccolo elemento del sistema, la cui massa è uguale adm, l'integrazione viene effettuata su tutti gli elementi del sistema, vale a dire in tutta la massa m.

Derivando la formula (2.12) rispetto al tempo, otteniamo

espressione per velocità del centro di massa:

Velocità del centro di massa di un sistema meccanico è uguale al rapporto tra la quantità di moto di questo sistema e la sua massa.

Poi impulso del sistemaè uguale al prodotto della sua massa per la velocità del centro di massa:

.

Sostituendo questa espressione nell'equazione base della dinamica del moto traslatorio di un corpo rigido, abbiamo:

(2.13)

- il centro di massa di un sistema meccanico si muove come un punto materiale, la cui massa è uguale alla massa dell'intero sistema e su cui agisce una forza pari al vettore principale delle forze esterne applicate al sistema.

L'equazione (2.13) mostra che per cambiare la velocità del baricentro del sistema è necessario che sul sistema agisca una forza esterna. Le forze interne di interazione tra le parti del sistema possono causare cambiamenti nella velocità di queste parti, ma non possono influenzare la quantità di moto totale del sistema e la velocità del suo centro di massa.

Se il sistema meccanico è chiuso, allora
e la velocità del centro di massa non cambia nel tempo.

Così, centro di massa di un sistema chiuso sia a riposo che in movimento a velocità costante rispetto a un sistema di riferimento inerziale. Ciò significa che al centro di massa può essere associato un sistema di riferimento e questo sistema sarà inerziale.

Quando più forze vengono applicate contemporaneamente a un corpo, il corpo inizia a muoversi con un'accelerazione, che è la somma vettoriale delle accelerazioni che si verificherebbero sotto l'influenza di ciascuna forza separatamente. La regola dell'addizione vettoriale viene applicata alle forze agenti su un corpo e applicata a un punto.

Definizione 1

La somma vettoriale di tutte le forze che agiscono contemporaneamente su un corpo è la forza risultante, che è determinato dalla regola della somma vettoriale delle forze:

R → = Fa 1 → + Fa 2 → + Fa 3 → + . . . + F n → = ∑ io = 1 n F io → .

La forza risultante agisce su un corpo allo stesso modo della somma di tutte le forze che agiscono su di esso.

Definizione 2

Per aggiungere 2 forze utilizzare regola parallelogramma(immagine 1).

Immagine 1. Somma di 2 forze secondo la regola del parallelogramma

Deriviamo la formula per il modulo della forza risultante utilizzando il teorema del coseno:

R → = Fa 1 → 2 + Fa 2 → 2 + 2 Fa 1 → 2 Fa 2 → 2 cos α

Definizione 3

Se è necessario aggiungere più di 2 forze, utilizzare regola del poligono: dalla fine
La 1a forza deve tracciare un vettore uguale e parallelo alla 2a forza; dalla fine della 2a forza è necessario tracciare un vettore uguale e parallelo alla 3a forza, ecc.

Figura 2. Somma di forze utilizzando la regola del poligono

Il vettore finale tracciato dal punto di applicazione delle forze alla fine dell'ultima forza è uguale in grandezza e direzione alla forza risultante. La Figura 2 illustra chiaramente un esempio per trovare le forze risultanti da 4 forze: F 1 →, F 2 →, F 3 →, F 4 →. Inoltre, i vettori sommati non devono necessariamente trovarsi sullo stesso piano.

Il risultato della forza che agisce su un punto materiale dipenderà solo dal suo modulo e dalla sua direzione. Un corpo solido ha determinate dimensioni. Pertanto, forze con la stessa grandezza e direzione provocano movimenti diversi di un corpo rigido a seconda del punto di applicazione.

Definizione 4

Linea d'azione della forza chiamata retta passante per il vettore forza.

Figura 3. Somma di forze applicate a diversi punti del corpo

Se le forze vengono applicate a diversi punti del corpo e non agiscono parallelamente tra loro, la risultante viene applicata al punto di intersezione delle linee di azione delle forze (Figura 3 ). Un punto sarà in equilibrio se la somma vettoriale di tutte le forze che agiscono su di esso è uguale a 0: ∑ i = 1 n F i → = 0 → . In questo caso, anche la somma delle proiezioni di queste forze su qualsiasi asse coordinato è uguale a 0.

Definizione 5

Scomposizione delle forze in due componenti- questa è la sostituzione di una forza con 2, applicate nello stesso punto e producendo sul corpo lo stesso effetto di questa forza. La scomposizione delle forze viene effettuata, come l'addizione, secondo la regola del parallelogramma.

Il problema di decomporre una forza (il cui modulo e direzione sono dati) in 2, applicate in un punto e agenti tra loro ad angolo, ha una soluzione unica nei seguenti casi quando si conosce quanto segue:

  • direzioni delle 2 forze componenti;
  • modulo e direzione di una delle forze componenti;
  • moduli di forze a 2 componenti.
Esempio 1

È necessario scomporre la forza F in 2 componenti poste sullo stesso piano di F e dirette lungo le rette a e b (Figura 4 ). Poi basta tracciare dall'estremità del vettore F 2 rette parallele alle rette a e b. Il segmento F A e il segmento F B rappresentano le forze richieste.

Figura 4. Scomposizione del vettore forza in direzioni

Esempio 2

La seconda versione di questo problema consiste nel trovare una delle proiezioni del vettore forza utilizzando i vettori forza indicati e la seconda proiezione (Figura 5 a).

Figura 5. Trovare la proiezione del vettore forza da vettori dati

Nella seconda versione del problema è necessario costruire un parallelogramma lungo la diagonale e uno dei lati, come in planimetria. La Figura 5 b mostra un tale parallelogramma e indica la componente desiderata F 2 → forza F → .

Quindi, la 2a soluzione: aggiungere alla forza una forza pari a - F 1 → (Figura 5 c). Di conseguenza, otteniamo la forza desiderata F →.

Esempio 3

Tre forze F 1 → = 1 N; F2→ = 2N; F 3 → = 3 N sono applicati in un punto, sono sullo stesso piano (Figura 6 a) e formano angoli con l'orizzontale α = 0°; β = 60°; γ = 30° rispettivamente. È necessario trovare la forza risultante.

Soluzione

Figura 6. Trovare la forza risultante da determinati vettori

Disegniamo gli assi O X e O Y reciprocamente perpendicolari in modo che l'asse O X coincida con l'orizzontale lungo la quale è diretta la forza F 1 →. Facciamo una proiezione di queste forze sugli assi delle coordinate (Figura 6 b). Le proiezioni F 2 y e F 2 x sono negative. La somma delle proiezioni delle forze sull'asse coordinato O X è uguale alla proiezione su questo asse della risultante: F 1 + F 2 cos β - F 3 cos γ = F x = 4 - 3 3 2 ≈ - 0,6 N.

Allo stesso modo, per le proiezioni sull'asse O Y: - F 2 sin β + F 3 sin γ = F y = 3 - 2 3 2 ≈ - 0,2 N.

Determiniamo il modulo della risultante utilizzando il teorema di Pitagora:

F = Fx2 + Fy2 = 0,36 + 0,04 ≈ 0,64 N.

Troviamo la direzione della risultante utilizzando l'angolo tra la risultante e l'asse (Figura 6 c):

t g φ = F y F x = 3 - 2 3 4 - 3 3 ≈ 0,4.

Esempio 4

Nel punto B della staffa viene applicata una forza F = 1 kN diretta verticalmente verso il basso (Figura 7 a). È necessario trovare le componenti di questa forza nelle direzioni delle aste della staffa. Tutti i dati necessari sono mostrati in figura.

Soluzione

Figura 7. Trovare le componenti della forza F nelle direzioni delle aste della staffa

Dato:

F = 1 kN = 1000 N

Si avvitino le aste al muro nei punti A e C. La Figura 7 b mostra la scomposizione della forza F → in componenti lungo le direzioni A B e B C. Da qui è chiaro che

F 1 → = F t g β ≈ 577 N;

F 2 → = F cos β ≈ 1155 N.

Risposta: F1→ = 557 N; F2→ = 1155 N.

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Quando più forze agiscono contemporaneamente su un corpo, il corpo si muove con un'accelerazione, che è la somma vettoriale delle accelerazioni che si avrebbero sotto l'azione di ciascuna forza separatamente. Le forze agenti su un corpo e applicate ad un punto si sommano secondo la regola della somma vettoriale.

La somma vettoriale di tutte le forze che agiscono contemporaneamente su un corpo è chiamata forza risultante ed è determinata dalla regola della somma vettoriale delle forze: $\overrightarrow(R)=(\overrightarrow(F))_1+(\overrightarrow(F)) _2+(\overrightarrow(F)) _3+\dots +(\overrightarrow(F))_n=\sum^n_(i=1)((\overrightarrow(F))_i)$.

La forza risultante ha su un corpo lo stesso effetto della somma di tutte le forze ad esso applicate.

Per sommare due forze si utilizza la regola del parallelogramma (Fig. 1):

Figura 1. Addizione di due forze secondo la regola del parallelogramma

In questo caso, troviamo il modulo della somma di due forze utilizzando il teorema del coseno:

\[\left|\overrightarrow(R)\right|=\sqrt((\left|(\overrightarrow(F))_1\right|)^2+(\left|(\overrightarrow(F))_2\right |)^2+2(\left|(\overrightarrow(F))_1\right|)^2(\left|(\overrightarrow(F))_2\right|)^2(cos \alpha \ ))\ ]

Se devi sommare più di due forze applicate in un punto, usa la regola del poligono: ~ dall'estremità della prima forza traccia un vettore uguale e parallelo alla seconda forza; dalla fine della seconda forza - un vettore uguale e parallelo alla terza forza, e così via.

Figura 2. Addizione di forze secondo la regola del poligono

Il vettore di chiusura tracciato dal punto di applicazione delle forze alla fine dell'ultima forza è uguale in grandezza e direzione alla risultante. Nella Fig. 2 questa regola è illustrata dall'esempio della ricerca della risultante di quattro forze $(\overrightarrow(F))_1,\ (\overrightarrow(F))_2,(\overrightarrow(F))_3,(\overrightarrow (F) )_4$. Si noti che i vettori aggiunti non appartengono necessariamente allo stesso piano.

Il risultato di una forza che agisce su un punto materiale dipende solo dal suo modulo e dalla sua direzione. Un corpo solido ha determinate dimensioni. Pertanto, forze di uguale entità e direzione provocano movimenti diversi di un corpo rigido a seconda del punto di applicazione. La retta che passa per il vettore forza è chiamata linea di azione della forza.

Figura 3. Somma delle forze applicate a diversi punti del corpo

Se le forze vengono applicate a diversi punti del corpo e non agiscono parallelamente tra loro, la risultante viene applicata al punto di intersezione delle linee di azione delle forze (Fig. 3).

Un punto è in equilibrio se la somma vettoriale di tutte le forze che agiscono su di esso è uguale a zero: $\sum^n_(i=1)((\overrightarrow(F))_i)=\overrightarrow(0)$. In questo caso, anche la somma delle proiezioni di queste forze su qualsiasi asse delle coordinate è zero.

La sostituzione di una forza con due, applicate nello stesso punto e che producono sul corpo lo stesso effetto di quest'unica forza, è chiamata decomposizione delle forze. La scomposizione delle forze viene effettuata, così come la loro somma, secondo la regola del parallelogramma.

Il problema di decomporre una forza (di cui sono noti modulo e direzione) in due, applicate in un punto e agenti tra loro ad angolo, ha un'unica soluzione nei seguenti casi, se noti:

  1. direzioni di entrambe le componenti delle forze;
  2. modulo e direzione di una delle forze componenti;
  3. moduli di entrambe le componenti delle forze.

Supponiamo, ad esempio, di voler scomporre la forza $F$ in due componenti giacenti sullo stesso piano di F e dirette lungo le rette aeb (Fig. 4). Per fare ciò è sufficiente tracciare due linee parallele ad a e b dall'estremità del vettore che rappresenta F. I segmenti $F_A$ e $F_B$ rappresenteranno le forze richieste.

Figura 4. Scomposizione del vettore forza per direzioni

Un'altra versione di questo problema consiste nel trovare una delle proiezioni del vettore forza dati i vettori forza e la seconda proiezione. (Fig. 5a).

Figura 5. Trovare la proiezione del vettore forza utilizzando determinati vettori

Il problema si riduce a costruire un parallelogramma lungo la diagonale e uno dei lati, noti dalla planimetria. Nella Figura 5b viene costruito un parallelogramma di questo tipo e viene indicata la componente richiesta $(\overrightarrow(F))_2$ della forza $(\overrightarrow(F))$.

La seconda soluzione è aggiungere alla forza una forza pari a - $(\overrightarrow(F))_1$ (Fig. 5c, otteniamo la forza desiderata $(\overrightarrow(F))_2$.

Tre forze~$(\overrightarrow(F))_1=1\ N;;\ (\overrightarrow(F))_2=2\ N;;\ (\overrightarrow(F))_3=3\ N$ applicate a una punto, giacere sullo stesso piano (Fig. 6 a) e formare gli angoli~ con l'orizzontale $\alpha =0()^\circ ;;\beta =60()^\circ ;;\gamma =30()^ \ circ $rispettivamente. Trova la risultante di queste forze.

Disegniamo due assi tra loro perpendicolari OX e OY in modo che l'asse OX coincida con l'orizzontale lungo la quale è diretta la forza $(\overrightarrow(F))_1$. Proiettiamo queste forze sugli assi coordinati (Fig. 6 b). Le proiezioni $F_(2y)$ e $F_(2x)$ sono negative. La somma delle proiezioni delle forze sull'asse OX è uguale alla proiezione su questo asse della risultante: $F_1+F_2(cos \beta \ )-F_3(cos \gamma \ )=F_x=\frac(4-3 \sqrt(3))(2)\ circa -0,6\ H$. Allo stesso modo, per le proiezioni sull'asse OY: $-F_2(sin \beta \ )+F_3(sin \gamma =F_y=\ )\frac(3-2\sqrt(3))(2)\about -0.2\ H $. Il modulo della risultante è determinato dal teorema di Pitagora: $F=\sqrt(F^2_x+F^2_y)=\sqrt(0.36+0.04)\circa 0.64\ Н$. La direzione della risultante viene determinata utilizzando l'angolo tra la risultante e l'asse (Fig. 6 c): $tg\varphi =\frac(F_y)(F_x)=\ \frac(3-2\sqrt(3)) (4-3\quadrato (3))\circa 0,4$

La forza $F = 1kH$ è applicata nel punto B della staffa ed è diretta verticalmente verso il basso (Fig. 7a). Trova le componenti di questa forza nelle direzioni delle aste della staffa. I dati richiesti sono mostrati in figura.

F = 1kN = 1000N

$(\mathbf \beta )$ = $30^(\circ)$

$(\overrightarrow(F))_1,\ (\overrightarrow(F))_2$ - ?

Lasciamo che le aste siano fissate al muro nei punti A e C. La scomposizione della forza $(\overrightarrow(F))$ nelle componenti lungo le direzioni AB e BC è mostrata in Fig. 7b. Ciò dimostra che $\left|(\overrightarrow(F))_1\right|=Ftg\beta \circa 577\ H;\ \ $

\[\left|(\overrightarrow(F))_2\right|=F(cos \beta \ )\circa 1155\ H. \]

Risposta: $\left|(\overrightarrow(F))_1\right|$=577 N; $\left|(\overrightarrow(F))_2\right|=1155\ Í$

Secondo la prima legge di Newton, nei sistemi di riferimento inerziali, un corpo può cambiare la sua velocità solo se altri corpi agiscono su di lui. L'azione reciproca dei corpi l'uno sull'altro è espressa quantitativamente utilizzando una quantità fisica come la forza (). Una forza può modificare la velocità di un corpo, sia in grandezza che in direzione. La forza è una quantità vettoriale; ha un modulo (grandezza) e una direzione. La direzione della forza risultante determina la direzione del vettore accelerazione del corpo su cui agisce la forza in questione.

La legge fondamentale con cui vengono determinate la direzione e l’entità della forza risultante è la seconda legge di Newton:

dove m è la massa del corpo su cui agisce la forza; - l'accelerazione che la forza imprime al corpo in questione. L'essenza della seconda legge di Newton è che le forze che agiscono su un corpo determinano la variazione della velocità del corpo e non solo la sua velocità. Va ricordato che la seconda legge di Newton vale per sistemi di riferimento inerziali.

Se su un corpo agiscono più forze, la loro azione combinata è caratterizzata dalla forza risultante. Supponiamo che più forze agiscano simultaneamente sul corpo e che il corpo si muova con un'accelerazione pari alla somma vettoriale delle accelerazioni che apparirebbero sotto l'influenza di ciascuna delle forze separatamente. Le forze agenti sul corpo e applicate ad un punto devono essere sommate secondo la regola della somma vettoriale. La somma vettoriale di tutte le forze che agiscono su un corpo in un dato momento è chiamata forza risultante ():

Quando su un corpo agiscono più forze, la seconda legge di Newton si scrive come:

La risultante di tutte le forze agenti sul corpo può essere uguale a zero se esiste una compensazione reciproca delle forze applicate al corpo. In questo caso, il corpo si muove a velocità costante o è a riposo.

Quando si rappresentano le forze che agiscono su un corpo in un disegno, nel caso di movimento uniformemente accelerato del corpo, la forza risultante diretta lungo l'accelerazione dovrebbe essere rappresentata più a lungo della forza diretta in senso opposto (somma delle forze). Nel caso di moto uniforme (o di quiete), l'entità dei vettori forza diretti in direzioni opposte è la stessa.

Per trovare la forza risultante, dovresti rappresentare nel disegno tutte le forze che devono essere prese in considerazione nel problema che agisce sul corpo. Le forze dovrebbero essere aggiunte secondo le regole della somma vettoriale.

Esempi di risoluzione di problemi sull'argomento "Forza risultante"

ESEMPIO 1

Esercizio Una pallina è appesa a un filo ed è ferma. Quali forze agiscono su questa palla, raffigurale nel disegno. Qual è la forza risultante applicata al corpo?
Soluzione Facciamo un disegno.

Consideriamo il sistema di riferimento associato alla Terra. Nel nostro caso, questo sistema di riferimento può essere considerato inerziale. Una pallina sospesa su un filo agisce su due forze: la forza di gravità diretta verticalmente verso il basso () e la forza di reazione del filo (forza di tensione del filo): . Poiché la pallina è ferma, la forza di gravità è bilanciata dalla forza di tensione del filo:

L’espressione (1.1) corrisponde alla prima legge di Newton: la forza risultante applicata ad un corpo a riposo in un sistema di riferimento inerziale è zero.

Risposta La forza risultante applicata alla palla è zero.

ESEMPIO 2

Esercizio Sul corpo agiscono due forze e e , dove sono quantità costanti. . Qual è la forza risultante applicata al corpo?
Soluzione Facciamo un disegno.

Poiché i vettori forza e sono perpendicolari tra loro, quindi, troviamo la lunghezza della risultante come: