In breve: Un corpo è in equilibrio quando le forze che agiscono su di esso si annullano a vicenda. Studieremo le condizioni che permettono a un oggetto di restare fermo.
Cosa significa equilibrio
In fisica, un corpo è in equilibrio quando resta fermo nel tempo. Pensa a un libro appoggiato sul tavolo: non si muove.
Eppure su quel libro agiscono delle forze. La forza di gravità lo tira verso il basso. Il tavolo lo spinge verso l'alto.
Queste due forze hanno la stessa intensità ma direzioni opposte. Il risultato è che si annullano. Il libro resta immobile.
La condizione di equilibrio
Per studiare l'equilibrio, dobbiamo conoscere il concetto di forza. Una forza è ciò che può cambiare il moto di un corpo.
Le forze si rappresentano con frecce, chiamate vettori. Ogni vettore ha una lunghezza (intensità) e una direzione.
Un corpo è in equilibrio quando la somma di tutte le forze applicate è zero. Questa somma si chiama risultante.
Se la risultante è zero, il corpo non accelera. Quindi resta fermo, oppure si muove in modo costante.
Esistono anche forze che fanno ruotare i corpi. Per evitare la rotazione, serve un'altra condizione: la somma dei momenti deve essere nulla.
Esempi dalla vita quotidiana
Esempio 1 — La lampada appesa. Una lampada pende dal soffitto grazie a un filo. La gravità la tira giù. Il filo la tira su con la stessa forza. La lampada è in equilibrio.
Esempio 2 — Il libro sul tavolo. Appoggia un libro sul tavolo. Il tavolo esercita una forza verso l'alto, detta reazione vincolare. Questa forza bilancia il peso del libro.
Esempio 3 — L'altalena bilanciata. Due bambini di peso uguale si siedono ai due lati di un'altalena. Se sono alla stessa distanza dal centro, l'altalena resta orizzontale. I momenti delle forze si annullano.
Esempio 4 — Spingere un armadio fermo. Provi a spingere un armadio pesante e non si muove. La forza di attrito del pavimento bilancia la tua spinta. L'armadio resta in equilibrio.
Parole difficili
- Forza: azione che può modificare lo stato di moto di un corpo.
- Vettore: freccia che indica intensità e direzione di una grandezza.
- Risultante: somma di tutte le forze che agiscono su un corpo.
- Reazione vincolare: forza che una superficie esercita sul corpo che la tocca.
- Momento: grandezza che misura la capacità di una forza di far ruotare.
- Attrito: forza che si oppone al movimento tra due superfici a contatto.
Riferimenti
- Norma: Indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento per i licei
- Obiettivo formativo coperto: ob.liceo-classico.fisica.cl2.meccanica.01