Momento di una forza

Si parla di momento di una forza (M) quando l’oggetto al quale viene applicata la forza possiede un vincolo (un perno, dei cardini, uno dei punti appartenenti all’asse di rotazione) e il movimento che compirà l’oggetto non è una traslazione ma una rotazione attorno al suo vincolo (una chiave inglese, aprire una porta, ...). ​

Affinché la forza possa far ruotare l’oggetto occorre che essa sia perpendicolare all’asse di rotazione o comunque la forza deve possedere una componente perpendicolare all’asse diversa da zero. ​

Braccio → distanza tra il fulcro e il punto di applicazione della forza.
Il momento di una forza è uguale al prodotto del braccio per la componente perpendicolare alla forza stessa​:

M = b · F · sen α

Momento positivo → genera una rotazione in senso antiorario
Momento negativo → genera una rotazione in senso orario (movimento nella figura)

Per aumentare il valore del momento possiamo agire in uno dei due modi:

• o aumentando l’intensità della forza
• o aumentando la distanza dal fulcro al punto di applicazione della forza stessa. 

Problemi sul momento di una forza

Il momento di una coppia di forze

Parleremo del momento di una coppia di forze quando il vincolo si trova a metà del braccio e le forze sono una opposta all’altra (quando giriamo il volante di un auto, giriamo la chiave nella toppa, quando ruotiamo il manubrio di una bicicletta, ruotare un argano, …).

Braccio → distanza tra il fulcro e il punto di applicazione della forza.

Il momento di una coppia di forze è uguale al doppio del prodotto del braccio per la componente perpendicolare al momento della forza stessa:

M = 2 · b · F · sen α = distanza · F · sen α

LE LEVE

Si parla di leve quando su un’asta rigida, vincolata in un suo punto, si applica una forza per bilanciare o superarne un’altra in un altro punto dell’asta.  ​

In funzione della posizione del vincolo e delle posizioni delle forze motrice e resistente possono essere distinte tre generi di leve. ​

In ciascuna di esse, in condizioni di equilibrio, si ha che: ​

Leve del primo genere

Leva del primo genere → se il fulcro si trova tra i punti di applicazione delle forze motrice e resistente. Questo tipo di leva può essere vantaggiosa, indifferente o svantaggiosa.

Leve del secondo genere

Leva del secondo genere → il fulcro si trova in un estremo e il braccio motore è sempre maggiore del braccio resistente. Questo tipo di leva è sempre vantaggiosa:

Leve del terzo genere

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Pagina creata il 2 settembre 2022