Forza-peso

Introduzione al concetto di forza

In questa sezione introdurremo il concetto di forza. Nel linguaggio comune la forza viene associata a spinte o trazioni muscolari. Ad esempio diciamo che è necessario applicare una forza per spostare un armadio da un punto all'altro della stanza. In fisica si definisce forza la causa in grado di produrre sui corpi ai quali viene applicata:

• Effetti statici, ossia deformazioni;

• Effetti dinamici, ossia variazioni di velocità.

Un tipico esempio di forza è il peso di un corpo. Infatti se appoggiamo una pila di libri sopra lo scaffale di una libreria notiamo che la forza-peso dei libri è in grado di produrre una curvatura (deformazione) nello scaffale (effetto statico). Viceversa, se lasciamo un libro libero di cadere, esso aumenterà la sua velocità nel moto verticale di caduta verso il basso sempre a causa della forza-peso che in questo caso manifesta i suoi effetti dinamici. Analogamente, quando un calciatore tira un calcio di rigore, il pallone da fermo comincia a mettersi in movimento: in questo caso parliamo di effetto dinamico della forza. Quando invece appendiamo un peso a una molla posta in verticale, la molla si deforma allungandosi: in questo caso parliamo di effetto statico della forza.

Esistono svariati esempi tratti dalla vita di tutti i giorni nei quali noi applichiamo una forza a un corpo e vediamo che tale corpo rimane fermo. Questo succede, ad esempio, nel tiro alla fune quando due squadre tirano la fune con la stessa intensità ma ai due capi opposti. Come vedremo meglio in seguito, in questo caso le due forze applicate si equivalgono e la fune rimane ferma perché la forza totale applicata è uguale a zero. Se invece una delle forze è più intensa allora sulla fune comincia ad essere applicata una forza totale diversa da zero e la fune comincia a muoversi.

In natura esistono quattro tipi di forze fondamentali: la forza di gravitazione universale (con la quale si attraggono due corpi dotati di una certa massa), la forza elettromagnetica (grazie alla quale, ad esempio, due cariche di segno opposto si attraggono tra di loro), e le forze nucleari forti e deboli.

Come vedremo meglio nelle prossime sezioni, l'unità di misura della forza nel Sistema Internazionale è il newton (N). Un newton è pari all'intensità della forza-peso con la quale una massa di circa 102 g viene attratta verso il centro della Terra.

Uno strumento tarato con il quale possiamo misurare l'intensità di una forza è il dinamometro. Il funzionamento di questo strumento curiosamente si basa sugli effetti statici della forza: infatti è costituito da un cilindro graduato contenente una molla. Applicando una forza alla molla, essa si allunga e dall'allungamento è possibile risalire all'intensità della forza.