Forza

Forza

Il termine forza è impiegato spesso in maniera impropria e senza che a esso venga attribuito un significato ben preciso; ad es., si dice forza elettromotrice, forza vapore. In meccanica quando un corpo rigido passa da uno stato di quiete a uno stato di moto o, se è già in movimento, subisce una variazione di velocità, si dice che gli è stata applicata una forza. Si consideri un corpo di massa m soggetto a una accelerazione a. Il suo moto è descritto dall'equazione di Newton F = ma, definizione del concetto dinamico di forza, che mostra la proporzionalità tra forza e accelerazione. Scrivendo la legge di Newton F  ma = 0, che va interpretata come una condizione di equilibrio tra due o più forze che si compensano, si introduce il concetto statico di forza, come azione che tende a ristabilire l'equilibrio invece di spezzarlo. Qualora si consideri un corpo non rigido (per es. elastico) l'applicazione di più forze può causare una deformazione del corpo. In questi casi si parla generalmente di sforzi.

Una forza è una grandezza vettoriale caratterizzata: 1. dal suo punto di applicazione; 2. dalla sua direzione e dal suo verso; 3. dalla sua intensità. Il punto di applicazione di una forza coincide col punto materiale su cui essa agisce; la direzione di una forza è la retta lungo la quale la forza tende a spostare il proprio punto di applicazione ed il verso ne completa la descrizione nello spazio; infine l'intensità di una forza è la sua misura rispetto a una forza campione. Una forza è rappresentabile mediante un vettore OM; si farà coincidere il punto O col punto di applicazione della forza, la direzione orientata OM con la direzione e con il verso della forza e si sceglierà il segmento OM in modo che la sua lunghezza sia una misura dell'intensità della forza stessa. Trattare matematicamente una forza significa operare su un vettore: tutti i metodi e le proprietà del calcolo vettoriale si applicano allora tali e quali ai calcoli sulle forze. Si richiamano le proprietà più interessanti fisicamente: 1. Composizione delle forze applicate a uno stesso punto: senza alterare l'equilibrio di un corpo rigido si possono sostituire più forze applicate in un medesimo punto P con il loro risultante R applicato in P, ottenuto eseguendo più volte la somma vettoriale con la regola del parallelogrammo. 2. Forze parallele: se due o più forze non sono riducibili a coppie, è univocamente determinato il vettore forza risultante; nel caso invece in cui le forze parallele siano riducibili a coppie, il vettore risultante non è determinato, e si usa caratterizzare tale sistema mediante il momento risultante delle forze. 3. Sistemi di forze, un sistema di forze qualsiasi può sempre ridursi ai seguenti semplici sistemi: nessuna forza; una forza, il risultante; una coppia caratterizzata dal momento risultante dei momenti delle forze del sistema; una forza e una coppia.