Forze scambiate tra corpi. Esempio Escavatore divertente
Ragazzi vorrei cercare di capire un fenomeno. Molto spesso mi capita di vedere quegli escavatori meccanici che quando "premono" sulla terra si sollevano su una ruota. In realtà non riesco a spiegarne il motivo fisico, in termini di forze.
Prendete questo esempio semplificativo:
Ecco l'escavatore esercita sul terreno una forza \(\displaystyle F \); il terreno "risponde" con una reazione normale pari a \(\displaystyle N \) . Poiché la pala è ferma sul terreno (immaginate che il terreno non sprofondi) \(\displaystyle F=N \). Allora accade che il corpo si alza. Ma perchéééé??? Cioè se \(\displaystyle F=N \) cosa determina la questo fenomeno???
Chi mi sa rispondere?
Prendete questo esempio semplificativo:
Ecco l'escavatore esercita sul terreno una forza \(\displaystyle F \); il terreno "risponde" con una reazione normale pari a \(\displaystyle N \) . Poiché la pala è ferma sul terreno (immaginate che il terreno non sprofondi) \(\displaystyle F=N \). Allora accade che il corpo si alza. Ma perchéééé??? Cioè se \(\displaystyle F=N \) cosa determina la questo fenomeno???
Chi mi sa rispondere?
Risposte
Le due forze $F$ e $N$, che sono SEMPRE uguali in modulo e di segno opposto per il 3 principio (anche se la benna entra nel terreno!!!!), NON sono applicate entrambe all'escavatore: solo $N$ lo è!!!
Ripassa (o studia) il terzo principio: è fondamentale!!!!!!!
Ripassa (o studia) il terzo principio: è fondamentale!!!!!!!
Tu forse vuoi dire che \(\displaystyle F \) è la forza che l'escavatore esercita sul terreno e quindi nel "diagramma di corpo libero" dell'escavatore non va considerata.
Però scusami quando ad esempio abbiamo a che fare con un piano poggiato sulla terra noi consideriamo sia la forza peso del corpo che la normale del piano ...non solo la normale....
Però scusami quando ad esempio abbiamo a che fare con un piano poggiato sulla terra noi consideriamo sia la forza peso del corpo che la normale del piano ...non solo la normale....
ma $F$ è il peso della benna o la forza sul terreno? Deciditi
E' la forza della benna. forse il tutto sta nel fatto che la forza peso è la forza che la terra esercita sul corpo, quindi va considerata nel diagramma di corpo libero, mentre F essendo una forza generata dal corpo non va messa?
Ah adesso rileggendo la tua risposta forse ho capito..
Cioè tu intendevi dire che la forza \(\displaystyle F \) pur essendo uguale e opposta a \(\displaystyle N \) non è applicata nello stesso punto di \(\displaystyle N \) e quindi questo comporta eventualmente la nascita di un momento che spiegherebbe il fenomeno di rialzo della ruota! intendevi dire questo mirco?
Cioè tu intendevi dire che la forza \(\displaystyle F \) pur essendo uguale e opposta a \(\displaystyle N \) non è applicata nello stesso punto di \(\displaystyle N \) e quindi questo comporta eventualmente la nascita di un momento che spiegherebbe il fenomeno di rialzo della ruota! intendevi dire questo mirco?
ma mi dici cos'è $F$?
Io per \(\displaystyle F \) intendevo la forza della benna.
Io però credo che nel disegno quella \(\displaystyle F \) sia la forza di contatto, la vera \(\displaystyle F \) forse è altrove (sempre diretta verso il basso e sempre uguale in modula a \(\displaystyle N \)).
Io però credo che nel disegno quella \(\displaystyle F \) sia la forza di contatto, la vera \(\displaystyle F \) forse è altrove (sempre diretta verso il basso e sempre uguale in modula a \(\displaystyle N \)).
cosa vuol dire forza della benna? devi dire la forza che A esercita su B: le forze non appartengono a un oggetto ma sono effetti di interazione tra oggetti, dimmi chi sono A e B
A = benna
B= terreno
\(\displaystyle F \) é la forza che la benna esercita sul terreno.
B= terreno
\(\displaystyle F \) é la forza che la benna esercita sul terreno.
Concordo con sopra 
"Mathcrazy":
A = benna
B= terreno
\(\displaystyle F \) é la forza che la benna esercita sul terreno.
Perfetto, e ti sei risposto da solo. Non è un forza che agisce sulla benna pertanto non ha effetto sul suo equilibrio e quindi sul suo innalzamento.
Ma scusa se prendo una massa poggiata su un tavolo essa avrà un certo peso. Il peso in un certo senso è una forza che la massa in questione esercita sul tavolo eppure va considerata nell'equilibrio delle forze. se così non fosse la massa schizzerebbe in aria verso l'alto per effetto della normale.
Anche in questo caso se non considerassi la forza \(\displaystyle F \) nello studio delle forze avrei solo la normale che mi dovrebbe far muovere verso l'alto la benna....ecco perché dicevo che secondo me la\(\displaystyle F \) da me rappresentata è la forza di contatto (e quindi NON va considerata nell'equilibrio della benna) però poi ci deve essere un'altra forza uguale e opposta ad \(\displaystyle N \) da qualche parte, altrimenti per quale motivo la benna dovrebbe rimanere lì senza schizzare in alto!!!
(ps ti ringrazio per il tuo supporto comunque, sei gentilissimo
)
Anche in questo caso se non considerassi la forza \(\displaystyle F \) nello studio delle forze avrei solo la normale che mi dovrebbe far muovere verso l'alto la benna....ecco perché dicevo che secondo me la\(\displaystyle F \) da me rappresentata è la forza di contatto (e quindi NON va considerata nell'equilibrio della benna) però poi ci deve essere un'altra forza uguale e opposta ad \(\displaystyle N \) da qualche parte, altrimenti per quale motivo la benna dovrebbe rimanere lì senza schizzare in alto!!!
(ps ti ringrazio per il tuo supporto comunque, sei gentilissimo
)
"Mathcrazy":
Ma scusa se prendo una massa poggiata su un tavolo essa avrà un certo peso. Il peso in un certo senso è una forza che la massa in questione esercita sul tavolo eppure va considerata nell'equilibrio delle forze. se così non fosse la massa schizzerebbe in aria verso l'alto per effetto della normale.
Ma cosa dici? Il peso è la forza che il pianeta Terra esercita sul corpo. Il corpo è soggetto al peso più la forza che il tavolo esercita su di lui che non è il peso ma lo equilibra, per questo il corpo non schizza!
"Mathcrazy":
Anche in questo caso se non considerassi la forza \(\displaystyle F \) nello studio delle forze avrei solo la normale che mi dovrebbe far muovere verso l'alto la benna....ecco perché dicevo che secondo me la\(\displaystyle F \) da me rappresentata è la forza di contatto (e quindi NON va considerata nell'equilibrio della benna) però poi ci deve essere un'altra forza uguale e opposta ad \(\displaystyle N \) da qualche parte, altrimenti per quale motivo la benna dovrebbe rimanere lì senza schizzare in alto!!!
(ps ti ringrazio per il tuo supporto comunque, sei gentilissimo
Metti pure il peso della benna in conto ma questo è applicato alla benna ed è esercitato dalla Terra (come pianeta intendo non come suolo). Devi poi considerare il peso dell'escavatore e la forza del terreno sulle ruote. Poi scrivi l'equilibrio (schema di corpo libero) ma con le sole forze esercitate sul corpo non quelle esercitate sugli altri.
perfetto questo l'ho ho capito. Un ultima cosa però, tu dici che giustamente nel diagramma di corpo libero non vanno considerate le forze che il corpo esercita su altri corpi. Guarda l'immagine sottostante.
Chiamo benna quel cerchio su cui agiscono \(\displaystyle N3 \) e \(\displaystyle P2 \).
Poiché la benna non ha moto verticale tutte le forze verticali agenti sulla benna dovrebbero eguagliare zero.
Inoltre come faccio a spiegare il fenomeno di innalzamento dell'escavatore?
\(\displaystyle N3 \) = forza che il terreno esercita sulla benna
\(\displaystyle P2 \)= peso della benna
\(\displaystyle N1 \) e \(\displaystyle N2 \) = reazioni del terreno sulle ruote
\(\displaystyle P1 \)= Peso del resto dell'escavatore
EDIT: Ecco cosa ho pensato.
Se considero solo la benna, su di essa agisce la forza peso della benna, la reazione della terra e la forza che il braccio meccanico esercita sulla benna.
La risultante di queste forze va a zero.
Per spiegare l'innalzamento dell'escavatore (quel pezzo con le ruote per capirci!) decido di fare il diagramma di corpo libero solo di quel pezzo, ed è qui che mi perdo. il braccio quale forza eserciterà sull'escavatore?
Chiamo benna quel cerchio su cui agiscono \(\displaystyle N3 \) e \(\displaystyle P2 \).
Poiché la benna non ha moto verticale tutte le forze verticali agenti sulla benna dovrebbero eguagliare zero.
Inoltre come faccio a spiegare il fenomeno di innalzamento dell'escavatore?
\(\displaystyle N3 \) = forza che il terreno esercita sulla benna
\(\displaystyle P2 \)= peso della benna
\(\displaystyle N1 \) e \(\displaystyle N2 \) = reazioni del terreno sulle ruote
\(\displaystyle P1 \)= Peso del resto dell'escavatore
EDIT: Ecco cosa ho pensato.
Se considero solo la benna, su di essa agisce la forza peso della benna, la reazione della terra e la forza che il braccio meccanico esercita sulla benna.
La risultante di queste forze va a zero.
Per spiegare l'innalzamento dell'escavatore (quel pezzo con le ruote per capirci!) decido di fare il diagramma di corpo libero solo di quel pezzo, ed è qui che mi perdo. il braccio quale forza eserciterà sull'escavatore?
Attenzione, corpo libero significa corpo libero, la benna è attaccata al braccio, se vuoi analizzarla da sola la devi separare e ci devi mettere anche le forze che sulla benna esercita il braccio.
Infatti l'ho considerata mirco! leggi l'ultima parte del messaggio precedente. Se considero solo la benna, su di essa agisce la forza peso della benna, la reazione della terra e la forza che il braccio meccanico esercita sulla benna.
La risultante di queste forze (agenti sulla benna) va a zero.
La risultante di queste forze (agenti sulla benna) va a zero.
riposti l'immagine iniziale per favore?
perché? seven la trovi nella pagina precedente!
"Mathcrazy":
Infatti l'ho considerata mirco! leggi l'ultima parte del messaggio precedente. Se considero solo la benna, su di essa agisce la forza peso della benna, la reazione della terra e la forza che il braccio meccanico esercita sulla benna.
La risultante di queste forze (agenti sulla benna) va a zero.
Si scusa avevo perso l'ultima parte.
Comunque, l'innalzamento delle ruote corrisponde alla condizione in cui la reazione sotto di queste si annulla. Per trovare questa condizione devi scrivere l'equilibrio dell'intero escavatore non solo della benna. In condizioni di incipiente ribaltamento infatti la benna è in equilibrio, saldamente appoggiata a terra, e quindi la risultante complessiva delle forze su di essa agenti è nulla, non capisco dove sta il problema quindi...
vedo solo scritto immagine
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo