Un corpo fermo è in EQUILIBRIO quando la risultante di tutte le forze che agiscono su di esso è nulla.
La forza-peso agisce su tutte le particelle che compongono un corpo: sommando le forze-peso di tutte le particelle si ottiene la forza-peso complessiva del corpo, che ha il suo
punto di applicazione in un punto preciso, il BARICENTRO.
Tutti i corpi possono trovarsi in tre diverse CONDIZIONI
DI EQUILIBRIO: un corpo è in equilibrio stabile se, spostato di poco, torna nella posizione di partenza; è in equilibrio
instabile se, spostato di poco, non torna nella posizione di partenza; è in equilibrio indifferente se, quando viene spostato, resta in equilibrio nella nuova posizione.
Le condizioni di equilibrio dipendono dalla POSIZIONE DEL
BARICENTRO dei corpi. Un corpo appoggiato su un piano è in equilibrio quando la verticale che passa per il suo baricentro resta all’interno della sua base di appoggio. Un corpo
sospeso è in equilibrio quando il suo baricentro si trova sulla verticale che passa per il suo punto di sospensione.
FORZA ED EQUILIBRIO NEI LIQUIDI
Quando un corpo si trova in un liquido, su di esso agiscono forze diverse: una è la forza-peso diretta verso il basso, che fa andare a fondo il corpo, l’altra è la SPINTA IDROSTATICA, che l’acqua esercita sul corpo spingendolo verso l’alto.
Per determinare il valore della spinta idrostatica si utilizza il PRINCIPIO DI ARCHIMEDE: un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso del volume del liquido spostato. Il galleggiamento di un corpo, dunque, dipende dal rapporto tra il suo peso e il suo volume, cioè dal peso specifico (Ps = P/V), e dal peso specifico del liquido in cui è immerso.
Se il corpo immerso ha un peso specifico inferiore a quello del liquido, galleggia; se ha un peso specifico uguale a quello del liquido, è in equilibrio; se ha un peso specifico superiore a quello del liquido, affonda.
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Oltre alla forza-peso e alla spinta idrostatica, su un corpo immerso in un liquido agisce un’altra forza, che tende a comprimere il corpo: la PRESSIONE IDROSTATICA.
In fisica la pressione è il rapporto tra una forza che agisce perpendicolarmente su una superficie e la superficie stessa.
LE LEVE
Una LEVA è costituita da un corpo rigido, l’asta, che può ruotare intorno a un punto fisso, il fulcro (F). Alla leva sono applicate due forze: la resistenza (R), cioè la forza che si vuole vincere con la leva, e la potenza (P), cioè la forza che viene applicata per vincere la resistenza.
La distanza tra il fulcro e il punto di applicazione della resistenza è detta braccio della resistenza (bR); la distanza tra il fulcro e il punto di applicazione della potenza è detta braccio della potenza (bP).
Secondo la LEGGE DELL’EQUILIBRIO DELLE LEVE, perché una leva sia in equilibrio, l’intensità della potenza moltiplicata per il suo braccio deve essere uguale all’intensità della resistenza moltiplicata per il suo braccio.
In base alla lunghezza del braccio della resistenza e a quella del braccio della potenza, le leve si possono distinguere in vantaggiose, svantaggiose e indifferenti.
Non in tutte le leve il fulcro è posto tra potenza e resistenza. In base alla posizione di resistenza, potenza e fulcro, le leve si distinguono in leve di primo genere, leve di secondo genere e leve di terzo genere.
Nelle leve di primo genere, che possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti, il fulcro è posto tra la potenza e la resistenza. Nelle leve di
secondo genere, sempre vantaggiose, il fulcro è posto a un’estremità della leva, la potenza all’estremità opposta, e la resistenza tra fulcro e potenza. Nelle leve
di terzo genere, sempre svantaggiose, il fulcro è posto a un’estremità della leva, la resistenza all’estremità opposta, e la potenza tra fulcro e resistenza.