I vettori

Abbiamo detto nel post "somma di due o più forze" che le forze si sommano con il metodo punto-coda consigliato oppure con la regola del parallelogramma.
Definiamo ora cos'è un vettore: una grandezza  che ha una direzione, un verso, un valore numerico (modulo) e il punto di applicazione. Inoltre si mette una freccia sulla lettera che la rappresenta
→                                          →                                    →
F                                            V                                      S

modulo: rappresenta la lunghezza del vettore (indicata da un valore e un'unità di misura);

direzione: è individuata dal fascio di rette parallele alla retta su cui giace il vettore;

verso: il verso è descritto dalla punta del vettore stesso, rappresentato da un segmento         orientato;

punto di applicazione: il punto antecedente a tutti gli altri, ossia il punto iniziale.

Le operazioni con i vettori  somma di vettori: si usano metodo punto-coda oppure regola del parallelogramma (vedi post precedente sulla somma delle forze)
                                                                                                                                                               →
scomposione di un vettore: non è altro che l'operazione inversa della somma. Dato un vettore C trovare i vettori componenti vedi esempio:

 

differenza di due vettori: vedi post precedente ricordando che quando un vettore è con il segno meno bisogna rappresentarlo in modo opposto ad uno di segno positivo.

 

moltiplicazione di un vettore per un numero: si moltiplica la lunghezza del vettore ed eventualmente ne cambia il verso, esempio:

→    →

A = 3B      in caso di numero negativo il vettore è di verso opposto.

 

 

 

prodotti scalare e vettoriali: i primi danno valori scalari i secondi valori vettoriali.

 
     

Somma di due o più forze

Normalmene su un corpo agiscono due o più forze. Per trovare la somma o forza risultante  bisogna capire come si sommano queste forze, innanzi tutto è importante sapere la direzione ed il verso applicando le stesse regole algebriche C=A+B+C+... dove C è la forza risultante indicata solitamente con Fr od anche R.
Per sommare le forze si utilizza il metodo punta-coda ovvero mettere la coda del seconda in punta della prima  esempio:

nel primo disegno a sinistra la risultante e la freccia in rosso, nel secondo caso è zero.altri esempi:

 

 

prestare attenzione alle direzione delle frecce che come detto in precedenza bisogna rispettare le regole algebriche pertanto  sommare ad esempio 5 e - 5 significa scrivere R=5+(-5)=0N oppure sottrarre due forze prendendo come riferimento sempre 5 e - 5 significa scrivere R=5-(-5)=10N

 

"possiamo concludere quindi che il metodo punta-coda serve a sommare le forze"

 

stando attenti quando si sposta la seconda forza di trascinarla in parallela a se stessa.

 

Un altro metodo è la cosiddetta "regola del parallelogramma", si usa quando due forze hanno in comune la stessa coda o punto di applicazione come vediamo in figura qui di seguito:

 



Il dinamometro

Per misurare l'intensità di una forza F (N) possiamo utilizzare uno strumento chiamato dinamometro.
Il dinamometro è costituito da una molla racchiusa in un cilindro, sul quale è tracciata una scala graduata.
 In alto insieme ad una picola vite di bloccaggio sul dinamometro c'è un gancetto che rotandolo oppurtanamente si ottiene la taratura ovvero posizionare l'ndicatore solitamente un piccolo dischetto rosso (ricordo che esistono diversi dinamometri anche di forma diverse) sottile all'interno del cilindro sullo "0", evitando cosi  gli errori sistematici.
In fondo al cilindro c'è un anello al quale si appendono i pesetti da misurare, ricordando che sul fondo del cilindro graduato è collocato un tappo di bloccaggio della molla al fine di non deformare la molla con un peso maggiore della portata dello strumento!

Concetto di forza

La forza, intesa come grandezza fisica, spesso non corrisponde al significato che a essa si dà nell'esperienza quotidiana. Per cercare una definizione scientifica devi osservare che una forza può deformare un corpo, se questo non è in grado di spostarsi, e può anche imprimergli un'accelerazione se esso è libero di muoversi. Esistono vari tipi di forza ad esempio: forza di gravità, forza magnetica, forza di attrito, la forza del vento ecc .
Possiamo quindi dire che esistono forze  di  contatto e a distanza
Esempio di forza di contatto: il vento sulla vela o su un palloncino, il piede che colpisce un pallone, pallina da tennis contro racchetta, ecc.
Esempio di forza a distanza: forza magnetica di una calamita, forza di gravità della terra che attira verso il basso un paracatudista, ecc.

La forza è la grandezza fisica che può causare la deformazione di un corpo o imprimere un'accelerazione a un corpo libero di muoversi.
 

Nel Sistema Internazionale S.I. la forza è una grandezza fisica derivata le cui dimensione si ricavano dalla formula   F = m * a (secondo principio della dinamica)
  e l'unità di misura della forza è il Newton definito come:    1N = 1(kg * m)/s²       

Come si effettua una lettura di uno strumento analogico

La lettura di una misura, non risulta difficile quando si leggono in formato digitale, per brevità vi rimando al precedente post Gli strumenti dove vengono date spiegazioni più esaurienti.
Piuttosto vorrei concentrarmi sugli strumenti analogici in quando per esperienza tantissimi allievi almeno nell'immediato (anche per la poco dimestichezza con taluni apparecchi) non riescono ad effettuare una misura analogica senza che essa sia viziata da errori di lettura.

Come fare allora?
Per prima cosa dobbiamo evitare l'errore di parallasse (errori di sovrastima o di sottostima) ricordo che è un errore dovuto allo sperimentatore :-)  e dalla sua posizione non corretta.

Dopo si passa alla lettura direttamente sulla strumentazione non prima di aver stabilito qual è la Portata o Fondo scala,  ed il numero divisioni dello strumento.

Da questi semplici dati possiamo fare la nostra prima misura ricordando che la costante di uno strumento K è uguale alla portata P diviso il fondo scala Fs   / k=P/ndFs es. pratico di uno amperometro (misura la corrente in un circuito elettrico) che ha la portata 5 A  ed il numero divisione uguale a 100 basta fare 5:100=0,05 A, ottenendo cosi Ka=0,05 A
Ora non resta che leggere il valore corrispondente supponiamo che sia 40 e moltiplicarlo x Ka quindi nel nostro caso I=Ka*nd   I=0,05*40=2 A

Volendo si può calcolare anche l'errore assoluto Ea conoscendo la classe di precisione dello strumento  Ea=(Cp*P)/100 esempio Ea=(0,5*5)/100=0,025A
Ricordo che quando l'errore è più piccolo di quello dato dall'incertezza della misura (0,05A) stessa viene preso come riferimento quello della lettura come nel nostro caso 0,025  è più piccolo di 0,05.

Classe di precisione degli strumenti degli apparecchi elettrici: