Questa è una guida scritta per spiegare il fenomeno fisico delle forze parallele e concordi. Lo scopo di questa prova è di applicare su un’asta forate delle forze parallele e concordi e di studiarne il fenomeno fisico.
Occorrente
Asta forata
Filo
Pesetti
2 Carrucole
Peso
2 gancetti.
Come prima cosa, bisognerà preparare i sostegni per l’asta forata che verrà agganciata ad una carrucola. L’asta forata inizialmente verrà tirato da un peso. Prima di svolgere la prova però bisognerà svolgere alcuni calcoli. Si dovranno decidere il numero di pesetti che dovranno avere le due forze e la loro distanza da un punto P che si prenderà a caso sull’asta.
La distanza delle due forze dal punto P verrà utilizzato il numero dei fori (si conteranno il n dei fori). Nei calcoli, una volta trovato il valore delle forza equilibrante, si dovrà calcolare la sua distanza dal punto in modo da sapere esattamente la sua posizione. I gancetti serviranno per inserirli in uno dei fori, prima dovrà essere agganciato al filo, mentre dall’altra parte si metteranno il numero di pesetti che fungeranno come forza equilibrante. Una volta eseguiti i calcoli necessari si può passare alla prova pratica.
In questa prova ci sono numerosi calcoli da eseguire e quindi dovremo utilizzare le condizioni d’equilibrio. La prima condizione dice che il piano resta in equilibrio se la risultante delle forze sia zero. Nel caso la risultante non fosse zero, bisognerà mettere una forza d’equilibrio opposta alla forza risultante. La seconda condizione riguarda i momenti, se la somma dei momenti è zero, il piano non ruota ne in senso orario ne in senso antiorario. Se non fosse zero, bisognerà mettere un memento equilibrante opposto alla somma dei momenti. Per calcolare il momento (numero uno e due) prima bisogna scegliere un criterio per stabilirne il verso (positivo o negativo). Cioè se il momento di quella forza gira in senso orario è positivo, nel caso fosse antiorario, è negativo.
Il momento è dato dal prodotto della forza per la sua distanza (il segno da mettere davanti ai calcoli dipende dal verso di rotazione del momento). Per calcolare la risultante delle forze, basta soltanto sommare le forze mettendo anche qui come riferimento; ovvero che se le forze hanno come verso l’alto sono positive mentre se hanno il verso in basso sono negative. La forza equivalente è sempre opposta a quella risultante. Se si fanno i calcoli giusti, si scoprirà che l’incognita è la distanza della forza equilibrante dal nostro punto P.
Una volta eseguito il tutto, si può passare alle conclusioni. Mettendo i calcoli in pratica, si noterà che l’asta forata rimane in equilibrio. In questo esperimento non sono stati utilizzati strumenti fisici però nonostante tutto si è riusciti a spiegare il funzionamento delle forze parallele concordi. Riuscendo a mettere in pratica questo esperimento, si possono mettere delle condizioni di equilibrio ad un piano in un modo che non ruoti e che non si alzi, nè si abbassi.
