Esperienza in laboratorio di fisica in cui si mostra come una forza si decompone lungo due direzioni assegnate

1. Decomposizione di una forza lungo
due direzioni assegnate
Si tratta di scomporre una forza in due componenti, la
cui risultante sia la forza assegnata.
di Anna Maria Gennai

2. In laboratorio
Liceo Classico Andrea da Pontedera (PI)

3. Realizzazione dell’esperienza


La forza che consideriamo è la forza
peso che si esercita su una massa di
127 grammi, quindi una forza di
intensità P= 1.24 Newton circa.
Sospendiamo la massa mediante un
filo inestensibile e di massa
trascurabile. Il filo viene fatto
passare attraverso una carrucola, che
posizioniamo sul bordo del tavolo,
mediante dei morsetti. E’ necessario
che il filo sia perpendicolare allo
spigolo del tavolo

4. Allestimento materiale
 Mediante un nodo scorrevole, questo filo viene collegato
ad un altro, lungo circa 60-70 cm. Le estremità di questo
secondo filo vengono collegate mediante due cappietti a
due dinamometri. Quelli che utilizziamo hanno la stessa
portata, di 500 grammi. Prima di procedere con le
misurazioni, azzeriamo i dinamometri nella posizione di
lavoro; poiché li appoggiamo sul tavolo, li azzeriamo in
modo orizzontale.

5. Riduzione degli attriti
Facciamo anche attenzione che
non ci siano attriti particolari tra il
filo e il tavolo o tra il filo e la
carrucola. Per ridurre il più
possibile gli attriti solleviamo
delicatamente
i
fili
e
li
rilasciamo, per tre o quattro volte.

6. Esecuzione
Posizioniamo tra i fili e il tavolo
un foglio, sul quale riportiamo le
direzioni delle tre forze.
Scriviamo in una tabella i valori riportati dai
dinamometri. Ripetiamo l’esperimento
cambiando la massa sospesa e la direzione dei
dinamometri sul tavolo.

8. Analisi dei risultati
Sui fogli su cui
abbiamo disegnato le
direzioni, ottenute con
masse e direzioni
differenti, riportiamo,
in scala opportuna, i
valori delle tre forze
lette ogni volta sui
dinamometri.
Effettuiamo una verifica grafica dei risultati, constatando la
validità della regola del parallelogramma e l’annullarsi
della somma algebrica delle componenti delle tre forze in
due direzioni perpendicolari tra loro.

9. Conclusioni
Abbiamo visto come è possibile decomporre una forza lungo
due direzioni assegnate
s
r
F

10. Data una forza F e due direzioni non parallele, per
determinare le componenti della forza lungo quelle rette
è necessario individuare su quelle rette due vettori la cui
risultante sia F.
s
Fr
r
F
Fs
Dall’estremo libero di F si tracciano le parallele alle
due direzioni che individuano le componenti.

11. Approfondimenti e verifiche
Per un approfondimento si può consultare il
materiale pubblicato da Zanichelli all’indirizzo
http://online.scuola.zanichelli.it/pidatellameccanicafiles/vol1/approfondimenti/Zanichelli_Pidatella_approfondimento_1_2C.pdf
Per verificare la comprensione dei contenuti si può
effettuare il test all’indirizzo:
http://zte.zanichelli.it/#exerciser%20id=21

12. Fonti
• Amaldi, Le traiettorie della fisica, intractive ebook Zanichelli
•http://www.intechopen.com/books/wind-tunnels-and-experimental-fluiddynamics-research/sport-aerodynamics-on-the-relevance-of-aerodynamicforce-modelling-versus-wind-tunnel-testing-
Presentazione realizzata per il corso di formazione online ZETACADEMY
proposto da Zanichelli nell’a.s. 2013-2014