Definizione di punto materiale e corpo rigido

Punto Materiale

Un punto materiale è un oggetto considerato un punto, poiché è di dimensioni trascurabili rispetto all'ambiente in cui si trova, ma è dotato di massa. Ad esempio, una persona rispetto all'universo.

Corpo Rigido

Un corpo rigido è un oggetto esteso che non subisce alcuna deformazione qualunque siano le forze che gli vengono applicate, con l'eccezione di casi in cui una grande forza può causare deformazioni.

I movimenti possibili

Per il punto materiale il movimento possibile è la traslazione orizzontale e verticale, mentre per il corpo rigido si possono verificare rotazione, traslazione verticale e orizzontale.

L'equilibrio del punto materiale

Un punto materiale è in equilibrio quando la somma delle forze verticali e orizzontali che agiscono su di esso è uguale a zero. Se la risultante delle forze applicate a un punto materiale fermo è nulla, ciò implica che rimane in equilibrio.

Le forze vincolari

Le forze vincolari sono legate ai vincoli che impediscono a un corpo di compiere determinati movimenti. Esistono diversi tipi di vincoli: semplice, doppio e triplo. La reazione vincolare è la forza che sostituisce il vincolo e produce gli stessi effetti.

Equilibrio su un punto inclinato

Per verificare l'equilibrio su un piano inclinato è necessario scomporre la forza peso in due componenti: la componente perpendicolare al piano e la componente parallela al piano. Questo avviene seguendo la regola del parallelogrammo.

L'effetto di più forze su un corpo rigido

Se applicate ad un punto materiale la risultante delle forze è uguale alla somma vettoriale. Le forze concorrenti agiscono lungo rette d'azione che si intersecano, mentre le forze parallele agiscono lungo la stessa retta d'azione.

Definizione

Il momento di una forza è una grandezza vettoriale. Il corpo rigido può anche ruotare, a differenza del punto materiale. Il braccio di una forza F rispetto a un punto O è dato dalla distanza tra il punto O e la retta che contiene F.

Momento di una coppia di forze

Una coppia di forze è data da due forze, uguali o opposte, applicate in due punti diversi di un corpo rigido. Il momento di una coppia è dato dalla somma dei momenti delle forze al punto medio O tra i loro punti di applicazione.

Il vettore momento di una forza

Il vettore momento di un forza ha un modulo, una direzione perpendicolare al piano in cui avviene la rotazione e un verso che indica il senso della rotazione.

Un corpo rigido fermo rimane in equilibrio quando la somma vettoriale delle forze applicate su di esso è uguale a zero, sia per la traslazione verticale che orizzontale, e quando la somma vettoriale dei momenti delle forze applicate a esso è uguale a zero.

Il baricentro

Il baricentro, o centro di gravità, di un corpo rigido è il punto di applicazione della forza-peso del corpo.

Equilibrio di un corpo sospeso

Esistono condizioni specifiche per verificare l'equilibrio di un corpo sospeso, le quali dipendono dalle forze e dai momenti applicati al corpo.

Questo è un esempio di come si possono svolgere esercizi sull'equilibrio di un punto materiale, con particolare attenzione alle formule e alle definizioni chiave. Per ulteriori informazioni, è possibile consultare risorse specifiche come il "Manuale di fisica" di Zanichelli o esercizi svolti in formato PDF sull'equilibrio di un punto materiale.