Concetto in definizione ABC

Evelyn Maitee Marin | giugno 2022
Ingegnere industriale, Master in Fisica e EdD

Nell'universo, tutti i corpi sono in costante interazione e, di conseguenza, c'è un'infinità di forze responsabili di tutti i fenomeni fisici e chimici che sono esistiti: la combinazione di elementi è un'interazione, e in essa si producono forze intermolecolare. Inoltre, a livello macroscopico ci sono prove di forze come risultato di interazioni, ad esempio, per sollevare una valigetta, è necessario applicare una forza.

Affinché la Luna orbiti attorno alla Terra, la Terra deve esercitare una forza su di essa, e per la Terra e altri pianeti nel Sistema solare può orbitare attorno al Sole, ci devono essere forze che lo consentano movimento. Da quanto sopra si possono distinguere generalmente due tipi di interazione: per contatto e per distanza.

interazioni di contatto

Sono quelli che comportano il contatto diretto tra i corpi. Alcuni esempi di forze di contatto sono:

Reazione normale (n): è una forza che si genera quando un corpo poggia o tocca una superficie. Il suo nome è dovuto al fatto che questa forza agisce sempre perpendicolarmente al piano tangente di contatto ed è diretta dalla superficie al corpo. Esempi di questa forza si verificano sempre quando una persona è in piedi su una superficie piana. orizzontale, poiché il terreno esercita una forza verticale verso l'alto per sostenere il corpo e impedirne la caduta. azione di peso.

Tensione (T): questo tipo di forza è esercitata da corpi flessibili (può essere piegato) come funi, cavi, molle o catene, tra gli altri. Il termine tensione è dovuto al fatto che l'unico modo in cui un elemento flessibile come una corda può esercitare la forza sta tirando, poiché se provi a spingere con una corda, si piegherà e non verrà applicata alcuna forza alcuni. La tensione è rappresentata parallela al cavo e sempre uscente dal corpo su cui agisce.

Forza di attrito (Ff): è una forza che nasce dalla rugosità che presentano tutte le superfici, che genera una resistenza al movimento relativo tra di esse. Per quanto liscia possa apparire una superficie ad occhio nudo, ci sono sempre, almeno a livello microscopico, irregolarità che provocano una sorta di presa che si oppone alla scivolare tra due superfici a contatto, quindi, la forza di attrito è rappresentata tangente alla superficie di contatto e opposta al movimento (o alla tendenza dello stesso). Si distinguono due tipi di forze di attrito: statico e la cinetica (²).

La forza di attrito statico (F_fs): agisce quando il corpo è a riposo ma con tendenza a muoversi. L'entità di questa forza è uguale alla forza (o componente della forza) che genera la tendenza a muoversi, e raggiunge il suo valore massimo a istante in cui si verifica un movimento imminente, il punto in cui la forza di attrito è direttamente proporzionale alla normale reazione del superficie. la costante di proporzionalità è chiamato coefficiente di attrito statico (μ_S).

D'altra parte, il forza di attrito cinetico (F_fk), viene esercitato quando c'è movimento relativo tra le superfici. Questa forza è approssimativamente costante e la sua intensità è determinata moltiplicando il coefficiente di attrito dinamico (μ_K) per la reazione normale.

I coefficienti di attrito sono grandezze adimensionali il cui valore dipende dalla natura delle superfici a contatto. Il suo valore è compreso tra zero e unità (0 < μ < 1), ed è stato sperimentalmente dimostrato che il coefficiente di attrito statico è maggiore di quello cinetico (μ_S > μ_K).

interazioni a distanza

Questi tipi di interazioni sorgono senza la necessità che i corpi interagenti siano in contatto fisico tra loro. Per giustificare questo fenomeno, la Fisica ha sviluppato un'intera teoria chiamata "teoria del campo", essendo il campo una rappresentazione nello spazio e nel tempo di una grandezza fisica associata a qualche proprietà (Impasto, carica elettrica, materiali magnetici). In generale, si possono distinguere tre tipi di interazioni remote:

Forza gravitazionale: è una forza di attrazione generato dall'interazione a distanza di due corpi con massa, e la sua magnitudine obbedisce al Legge di Gravitazione Universale:

Dove:

F: intensità della forza di attrazione tra le masse
G: costante gravitazionale universale (G ≈ 6,67x10^-11 N•m²/kg²)
m, M: masse di corpi
r: distanza di separazione tra le masse

Forza elettrica: questa forza si verifica tra particelle o corpi caricati elettricamente e Può essere attraente o ripugnante, a seconda che i segni delle accuse siano diversi o uguali. rispettivamente. Per le cariche puntiformi, l'intensità della forza elettrica può essere determinata dalla legge di Coulomb:

dove:

F: intensità della forza di attrazione tra le cariche
k: costante di Coulomb (k ≈ 9x10⁹ N m2/C²)
che cosa₁ e cosa₂: valori di addebiti puntuali
r: distanza di separazione tra le cariche

Forza magnetica: è il risultato della forza elettromagnetica come risultato di cariche in movimento. Il valore della forza magnetica può essere determinato dalla legge di Lorentz:

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

Dove:

F ⃗: forza magnetica
q: carico in movimento
v ⃗: velocità di movimento del carico
B ⃗: campo magnetico

Determinazione delle forze

Nella meccanica classica, le leggi di Newton offrono una spiegazione delle interazioni tra i corpi e la determinazione delle forze che si generano come risultato di tali interazioni. In particolare, la Seconda Legge di Newton esprime che l'accelerazione subita da un corpo (a) è direttamente proporzionale alla sua massa (m) e inversamente proporzionale alla forza applicata (F):

F = m • a

È importante notare che le forze sono quantità vettoriali, quindi hanno magnitudine, direzione e sensi. La grandezza è determinata dal espressione sopra, e la direzione e la direzione saranno le stesse di quelle dell'accelerazione. Le unità di forza nel sistema internazionale sono equivalenti a kgm/s2, cioè Newton (N).

1 N = 1 kg•m/s2