I vettori in fisica


Se pensiamo alla fisica noi abbiamo trovato spesso il concetto di vettore e delle sue componenti
In fisica un vettore, e' un ente caratterizzato da un modulo (lunghezza del segmento) un verso (la freccia) ed un punto di applicazione (se consideriamo il punto di applicazione diremo che il vettore e' applicato)
Se, ad esempio, consideriamo una forza il modulo e' il valore della forza, il verso e' verso dove tira la forza, ed il punto di applicazione e' il punto P dove tale forza e' applicata

L'importante in fisica e' pensare un vettore come somma di due o piu' componenti: ad esempio consideriamo un piano inclinato: sul corpo agisce la forza peso f; posso pensare tale forza come composta di due parti:
  • la prima fx, perpendicolare al piano inclinato che viene annullata dal piano stesso per il terzo principio della dinamica (e' la forza che ti piega la tavola che forma il piano inclinato, ma noi pensiamo tale piano non flessibile)

  • la seconda fy, parallela al piano e' quella responsabile del moto del corpo, cioe' quella che fa scendere il corpo lungo il piano
quindi, anche qui, come nella pagina precedente, posso scrivere
f = fx + f y

uno degli esperimenti che preferivo era quello di mostrare la scomposizione di una forza nelle sue componenti: te lo descrivo:

occorrente
un filo di nylon tipo da pesca, circa 1 metro
2 carrucole fissate su un supporto
un insieme di 12 pesi uguali con gancetti

Facciamo un cappio agli estremi del filo, facciamolo passare per le carrucole e poi colleghiamo ad un estremo 4 pesi ed all'altro estremo 3 pesi.
attacchiamo con un gancetto 5 pesi al filo teso tra le due carrucole: allora i pesi si disporranno come in figura

siccome il sistema e' in equilibrio allora le forze che esistono (i pesi) si annullano fra loro; andiamo a disegnare tali forze:

le forze che agiscono sono i pesi (te li evidenzio in rosso): il gruppo di 5 pesi tira verso il basso, mentre i gruppi di 3 e 5 pesi tendono nella direzione dei fili per colpa delle carrucole
Se il sistema e' in equilibrio allora la forza F3 che tende verso il basso e' bilanciata da una forza uguale e contraria -F3 che tende verso l'alto: tale forza e' la somma vettoriale delle due forze che agiscono lungo il filo verso le carrucole
cioe' F1 e F2 sono le componenti di -F3 lungo le direzioni del filo
La figura che si forma e' un rettangolo con i lati proporzionali a 3 e 4 e la diagonale a 5 (il semirettangolo e' un triangolo rettangolo speciale di lati 3, 4 e 5)
quindi
-F3 = F1 + F2

in matematica possiamo pensare un vettore sempre con origine in O e quindi semplicemente come formato da modulo e verso: ad esempio, vedendo la figura a fianco puoi considerare il vettore
PO:
il modulo e' la lunghezza del segmento ed il verso e' da O a P
se considero il vettore unitario (cioe' di modulo 1) esso viene detto versore
Il vettore OP sara' la somma
OP = xi+yj
ove x ed y sono numeri ed i e j sono i versori sull'asse x e sull'asse y


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