Non sempre, però, una forza provoca un movimento e ciò significa che altre forze ne annullano l'effetto. Se per esempio appoggiamo un oggetto su un tavolo questo si troverà in una condizione di equilibrio, essendo la sua forza peso bilanciata dalla forza vincolare del tavolo.

F_v

PP

F_p

Una caratteristica fondamentale del vettore forza è che si tratta di un vettore applicato, è importante, cioè, il punto di applicazione il quale determina l'effetto delle forza stessa.

A un vettore applicato corrisponde una ben determinata freccia che ha origine nel punto di 919e41j applicazione e non tutte le frecce che hanno stessa direzione, stesso verso e uguale intensità.

Il punto di applicazione (P) può essere spostato senza cambiare l'effetto della forza soltanto se si applica la forza in questione in un altro punto della sua retta d'azione, cioè della forza passante per P che contiene il vettore forza.

La direzione e il verso di una forma sono quelli in cui comincia a muoversi l'oggetto non appena gli è stata applicata la forza. Un metodo per misurare l'intensità consiste nell'applicare la forza a una molla e nel misurare di quanto essa si allunga. Due forze hanno la stessa intensità quando, applicate una dopo l'altra alla molla, producono eguali allungamenti. Sono, invece, diverse se una allunga la molla più dell'altra. Questo meccanismo è alla base del dinamometro, lo strumento che misura l'intensità delle forze, che noi abbiamo provato a costruire e ad utilizzare.

Da ricordare è che sulla Terra la forza-peso che agisce su un corpo di massa 1 kg vale 9,81 N.

Da questo possiamo ricavare la relazione: Forza peso (N) = massa (kg) . 9,8 (m/s²)   (1)

STRUMENTI E MATERIALI UTILIZZATI

  Un elastico;

un metro a nastro la cui portata è di 2 m e la cui sensibilità è di 1 mm;

  una striscia di carta quadrettata;

  5 pesi di massa nota (100 g, 200g, 300 g, 400 g, 500g.);

  una bilancia elettronica;

  5 pesi incogniti (due cellulari, un arancio, una mela, un astuccio).

PROCEDIMENTO

Taratura del dinamometro Fase A)

  Abbiamo contrassegnato sulla striscia di carta, effettuando un segno con una biro, la lunghezza dell'elastico in posizione di riposo. Sarà questo lo zero di riferimento della scala per misurare i vari allungamenti.

  Abbiamo applicato il primo peso campione e contrassegnato la nuova posizione dell'estremo inferiore dell'elastico sulla striscia di carta, lo stesso abbiamo, poi, fatto con gli altri quattro pesi campione annotando di volta in volta la nuova lunghezza.

  Abbiamo suddiviso, per comodità di lettura, in 10 parti uguali gli spazi tra un allungamento e l'altro e quindi tarato, la scala ottenuta, in grammi.

  Abbiamo, poi, riportato in una tabella i valori dell'allungamento s (in cm) dell'elastico in funzione del peso applicato P (in g), successivamente abbiamo costruito un diagramma sperimentale (P;s), allo scopo di verificare la linearità dell'elastico.

  Abbiamo, infine, registrato su una tabella, indicando accanto a ogni valore, della lunghezza dell'elastico, il valore della forza corrispondente ricordando che a 0,9 N corrispondono a circa 100 g. (2)

Uso del dinamometro per la misura della forza Fase B)

  Abbiamo agganciato, uno per volta, i pesi incogniti e ne abbiamo misurato la forza peso, in seguito abbiamo confrontato i dati ottenuti con i valori ricavati dalle misure effettuate con la bilancia elettronica.

DATI OTTENUTI:

Fase A)

Fase B)

Avendo creato, precedentemente, una scala graduata possiamo procedere alla misurazione dell'intensità di forze peso sconosciute,riporto, qui, i dati ottenuti:

Utilizzando questi dati e la relazione (2) possiamo calcolare la forza peso (N) dei cinque oggetti:

Cellulare Samsung:

0,9 N : 100 g x : 110 g

x 0,9 N 110 g 0,99 N

100 g

Cellulare Nokia:

0,9 N : 100 g x : 133 g

x 0,9 N 133 g 1,197 N

100 g

Arancio:

0,9 N : 100 g x : 220 g

x 0,9 N 220 g 1,98 N

100 g

Mela:

0,9 N : 100 g x : 319 g

x 0,9 N 319 g 2,871 N

100 g

Astuccio:

0,9 N : 100 g x : 472 g

x 0,9 N 472 g 4,248 N

100 g

I cinque oggetti sono stati, poi, pesati con una bilancia elettronica i valori della loro massa sono risultati:

Poiché vale la relazione (1) dai valori della massa possiamo ottenere l'intensità delle forze peso:

Cellulare Samsung:

F_p 0,9604 N

Cellulare Nokia:

F_p 1,1956 N

Arancio:

F_p 1,8228 N

Mela:

F_p 2,8616 N

Astuccio:

F_p 4,2532 N

I due procedimenti sopra effettuati hanno portato entrambi allo steso risultato: il calcolo dell'intensità delle forze peso, che poi era l'obiettivo dell'esperienza, i valori ottenuti, però, non sono esattamente gli stessi a causa degli errori.

CONCLUSIONI: Subito dopo aver tarato il dinamometro, abbiamo costruito il diagramma sperimentale (P;s), riportato qui sotto, per verificare la linearità dell'elastico.

y

O 100 200 300 400 500 x

Massa -g-

È evidente, dal grafico, che sono intervenuti vari errori durante le misurazioni. In assenza di errori la retta che si sarebbe dovuta ottenere è quella, sopra, colorata in viola. L'allungamento e la massa sono, infatti, direttamente proporzionali: all'aumentare della massa, aumenta anche l'allungamento.

OSSERVAZIONI CRITICHE:

La presenza di errori è confermata dal grafico precedente, ma è evidente anche dai valori dell'intensità delle forze peso.

Gli errori che hanno influito sulle misurazioni sono stati sia accidentali che sistematici.

Gli errori accidentali possono essere stati quelli relativi alla lettura del valore della misura sullo strumento in questione ( righello o metro ) o nella taratura del dinamometro; gli errori sistematici, invece, possono essere associati alla deformazione dell'elastico.

Infatti, al termine dell'esperienza la lunghezza dell'elastico non coincideva con la lunghezza iniziale ma era aumentata di 1 cm.