Sezione: Dinamica del punto materiale

La forza

Definizione 2.1   La forza è un ente fisico in grado di modificare lo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme (cioè di produrre un' accelerazione) di un corpo materiale.

Dal punto di vista matematico una forza è un vettore applicato, cioè una coppia:

$\displaystyle (\vec{F},P)$

dove $ \vec{F}$ viene detto il vettore della forza e $ P$ il punto di applicazione della forza.
Se consideriamo il vettore $ \vec{F}$, esso è funzione in generale della posizione $ P$, della velocità del punto $ \vec{v}$ e del tempo $ t$

$\displaystyle \vec{F}=\vec{F}(P, \vec{v}, t)\,.$

Pertanto il vettore della forza dipende, nei casi più comuni da sette variabili:

$\displaystyle \vec{F}=\vec{F}(x,y,x,\dot{x},\dot{y},\dot{z},\ddot{x},\ddot{y},\ddot{z},t)$

dove $ P=(x,y,z)$ e $ \vec{v}=\dot{x}\vec{i}+\dot{y}\vec{j}+\dot{y}\vec{k}$.
La forza si dice nota, quando è data esplicitamente in funzione dei predetti parametri e si avrà:

$\displaystyle \left\{\begin{array}{ll} F_x=F_x(x,y,z,\dot{x},\dot{y},\dot{z},... ...,\dot{x},\dot{y},\dot{z},\ddot{x},\ddot{y},\ddot{z},t)\\ \end{array}\right. $

Se $ F=F_x\vec{i}+F_y\vec{j}+F_z\vec{k}$.
Non ha senso parlare di somma di forze poichè la forza non è un vettore semplice ma applicato. Un ruolo importante assume il punto di applicazione $ P$.

Definizione 2.2   Una forza $ (\vec{F},P)$ si dice costante se e solo se è costante il vettore $ \vec{F}$. Si dice che $ (\vec{F},P)$ è nulla se e solo se è nullo il vettore $ \vec{F}$.

Definizione 2.3   Se più forze $ (\vec{F}_1,P),...,(\vec{F}_n,P)$ agiscono su un punto $P$ si chiama vettore risultante del sistema di forze il vettore

$\displaystyle \vec{R}=\vec{F}_1+...+\vec{F}_n=\sum^{n}_{s=1}\vec{F}_s\,.$

Per definizione $ \vec{R}$ è la somma dei vettori delle singole forze quindi non è una forza, ma è un vettore libero.
Enunciamo ora una delle leggi di Newton, che useremo in seguito.
Legge fondamentale della Dinamica(II) Dinamica del punto materiale