【Edizione Cinese per il Liceo】Fisica del Liceo, Obbligatorio Primo Anno: Forza e Deformazione: Percepire l'Interazione tra Oggetti

La forza è un'interazione tra due oggettiinterazione, non può esistere in modo indipendente dagli oggetti. Gli effetti delle forze si manifestano in due modi principali: in primo luogo, modificare lo stato di moto dell'oggettostato di moto (ampiezza o direzione della velocità), in secondo luogo, causare unadeformazione.

Figura: Metodo di riflessione laser per mostrare deformazioni invisibili

Classificazione e limiti delle deformazioni

Deformazione elastica (elastic deformation): si riferisce a una deformazione che permette all'oggetto di tornare alla sua forma originale dopo aver rimosso la forza esterna. È la base materiale per la generazione della forza elastica.
Limite elastico (elastic limit): rappresenta il massimo limite oltre il quale un oggetto può mantenere la sua capacità di ripristino elastico. Se la forza esterna supera questo limite, l'oggetto subirà una deformazione permanente o addirittura si danneggerà.

Scienza della percezione: metodo di amplificazione

Non tutte le deformazioni possono essere osservate direttamente con l'occhio umano. In fisica si usa comunemente ilmetodo di amplificazione来证明微小形变的存在。例如，当你按压坚硬的实验台面时，通过激光在两面平面镜间的多次反射，微小的角度偏差会在远端屏幕上转化为明显的位移。

DOMANDA 1

Fornisci esempi specifici per spiegare: (1) come una forza possa cambiare lo stato di moto di un oggetto o causarne una deformazione; (2) ogni forza ha sempre un corpo che la esercita e un corpo che la riceve.

Esempio 1: Modellare un pezzo di plastilina; Esempio 2: Spingere un carrello, la mano è il corpo che esercita la forza.

Solo la forza di gravità non richiede un corpo che la esercita.

DOMANDA 2

[Risposta breve] Fornisci esempi specifici per spiegare: (1) come una forza possa cambiare lo stato di moto di un oggetto o causarne una deformazione; (2) ogni forza ha sempre un corpo che la esercita e un corpo che la riceve.

Clicca qui per vedere la risposta di riferimento

DOMANDA 3

[Risposta breve] [Immagine: Un camion che trasporta un barile] Nella figura, un barile è posato su un'autovettura ferma su un terreno orizzontale. Quante coppie di forze e reazioni agiscono tra il barile, l'autovettura e la Terra? Quali forze agiscono sul barile?

4 coppie di forze; il barile è soggetto alla forza di gravità e alla forza di supporto dell'auto.

3 coppie di forze; il barile è soggetto solo alla forza di gravità.

DOMANDA 4

Un condizionatore esterno è fissato con due supporti triangolari (come nella Figura 3-6), con un peso di 200 N. La trave orizzontale $AO$ è orizzontale, mentre la trave obliqua $BO$ forma un angolo di $37^{ m ext{°}}$ con la trave orizzontale. Calcolare la forza di trazione $F_{AO}$ esercitata dalla trave orizzontale sul punto $O$, e la forza di compressione $F_{BO}$ esercitata dalla trave obliqua sul punto $O$ (considerando che un solo supporto sopporta tutto il peso).

$F_{BO} \approx 333,33\text{N}, F_{AO} \approx 266,67\text{N}$

$F_{BO} = 200\text{N}, F_{AO} = 200\text{N}$

DOMANDA 5

Se si allunga leggermente la trave obliqua del supporto del condizionatore, mantenendo fermo il punto $O$ e tenendo la trave orizzontale ancora orizzontale, come cambieranno i valori delle forze esercitate dalla trave orizzontale e dalla trave obliqua sul punto $O$?

Entrambe diminuiscono

Entrambe aumentano

La forza di trazione della trave orizzontale aumenta, mentre la forza di compressione della trave obliqua diminuisce