Come calcolare il momento di una forza

tramite: O2O
Difficoltà: facile
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Introduzione

In statica, i momenti sono gli effetti di una forza che provocano la rotazione. Nel calcolo di equilibrio, bisogna essere in grado di calcolare un momento per ogni forza, sul diagramma del corpo libero. Per determinare un momento di una forza, si utilizzano due calcoli differenti: il calcolo scalare (per due dimensioni), viene impiegato per calcolare il momento dal punto di partenza; è necessario conoscere l'intensità della forza e la distanza perpendicolare tra il punto zero (punto di partenza) alla linea di azione della forza F. Il calcolo vettoriale per due o tre dimensioni, viene eseguito per calcolare il momento di un vettore dal punto zero; è necessario determinare la forza F in forma vettoriale sul piano cartesiano e il vettore di posizione dal punto zero alla linea di azione della forza F. Con il termine "forza", solitamente, si vuole indicare una trazione o una spinta esercitata su un corpo. In Fisica, invece, si intende una grandezza vettoriale, i cui effetti (statico e dinamico) non dipendono solo dall'intensità, ma da ulteriori fattori, come la direzione, il verso ed il punto su cui viene applicata. Ecco come calcolare il momento di una forza.

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Considerare l'apertura di una porta

Il momento di una forza (o torcente) misura la capacità di mettere in rotazione un corpo rispetto ad un punto fisso C. L'enunciato potrà essere reso più comprensibile se prendiamo in considerazione una pratica comune abituale, ovvero l'apertura di una porta. Individuiamo la maniglia come punto di applicazione; i cardini come asse di rotazione; la distanza tra questi e la maniglia, come braccio (b) e la spinta esercitata come forza (F).

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Il modulo e la lunghezza del braccio

Forza e braccio sono due grandezze inversamente proporzionali, quindi all'aumentare dell'una, l'altro diminuisce. Tanto più vicina è la maniglia all'asse di rotazione, tanto maggiore è lo sforzo da fare per aprire la porta, e viceversa. Ne consegue che, il momento di una forza dipende da due fattori: il modulo (o intensità) e la lunghezza del braccio, ovvero la distanza dal punto fisso della retta d'azione.

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La formula generale del calcolo

La formula generale di calcolo è data dal prodotto della forza per il corrispettivo braccio: M= F x b. L'unità di misura nel sistema pratico è KGp x m. Il momento di forza rispetto ad un punto C è un vettore M perpendicolare al piano d'azione di modulo F x b, il cui verso è quello in cui avanza una vite destrorsa che gira nello stesso senso del corpo. Infine, se quest'ultimo si trova in equilibrio, man mano che ruota diminuisce la lunghezza dei bracci, fino ad essere pari a zero. Secondo la legge dell'annullamento del prodotto, infatti, se il risultato dell'operazione è nullo, sicuramente almeno uno dei fattori presi in considerazione è uguale a zero.

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