Una forza F il cui modulo vale 123 N
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Una forza F il cui modulo vale 123 N forma un angolo di 30°con la superficie sulla quale agisce. L’area della superficie vale 0,04m2.
Calcola la pressione esercita dalla forza sulla superficie.
Introduzione all’Argomento:
I vettori sono enti matematici definiti da un modulo, una direzione e un verso. Essi sono estremamente importanti in fisica in quanto permettono di rappresentare le grandezze vettoriali (es. forze, velocità, accelerazioni, spostamenti,…); graficamente sono segmenti orientati (simili a frecce). E’ possibile compiere diverse operazioni, tra cui somma, differenza e prodotto per un numero, ma va ricordato che non sempre queste operazioni coincidono con ciò a cui noi pensiamo. Ad esempio, la somma vettoriale non sempre coincide con la somma algebrica in quanto, oltre al valore numerico (modulo), i vettori hanno anche un verso e una direzione, le quali non possono essere trascurate. Per questo motivo bisogna imparare a scomporre i vettori lungo le rette e a calcolare le cosiddette componenti cartesiane.
Analisi dell’Esercizio:
Siamo di fronte ad un esercizio di pura applicazione. L’unica difficoltà sta nel ricordare che una forza il cui modulo vale 123 N forma un angolo di 30° con la superficie su cui agisce. Ciò significa che, per determinare il risultato, bisogna fare ricorso ai teoremi sui triangoli rettangoli riguardanti seno, coseno e tangente. Se non dovessimo ricordarci del loro funzionamento, è consigliabile mettere in stand-by la risoluzione del quesito e recuperare la parte di teoria mancante, per evitare di portarsi dietro delle lacune.
Risoluzione dell’Esercizio:
Per definizione, la pressione è data da:
$$p=\frac{F_\bot}{A}$$
dove $F_{\perp}$ è la componente perpendicolare alla superficie della forza $F$, ovvero:
$$F_\perp=F\cos(α)$$
Ciò significa che:
$$p=\frac{F\times\cos(α)}{A}
=$$
$$=\frac{123N\times\cos(30)}{0,04m^2}
=2663Pa$$
