Aula di Scienze

Aula di Scienze

Persone, storie e dati per capire il mondo

Speciali di Scienze
Materie
Biologia
Chimica
Fisica
Matematica
Scienze della Terra
Tecnologia
I blog
Sezioni
Come te lo spiego
Science News
Podcast
Interviste
Video
Animazioni
L'esperto di matematica
L'esperto di fisica
L'esperto di chimica
Chi siamo
Cerca
L'esperto di fisica

Le componenti di una forza

Questo è un quesito sull'uso delle funzioni goniometriche: In un esercizio svolto si dice: Un disco di massa 0,5 Kg scorra su una superficie orizzontale priva di attrito. Nel caso si esercitino simultaneamente sul disco due forze di modulo F1 0,5 N e F2 8N parallele alla superficie, si determini l'accelerazione del disco.
leggi
Questo è un quesito sull'uso delle funzioni goniometriche: In un esercizio svolto si dice: Un disco di massa 0,5 Kg scorra su una superficie orizzontale priva di attrito. Nel caso si esercitino simultaneamente sul disco due forze di modulo F1 0,5 N e F2 8N parallele alla superficie, si determini l'accelerazione del disco. È presente uno schema di risoluzione che mostra le forze sugli assi cartesiani, nel primo quadrante la forza F2 crea un angolo di 60°, nel IV quadrante la forza F1 crea un angolo di 20°. La risoluzione suggerisce di trovare le componenti della forza risultante: ∑FX = F1x + F2x = F1 cos 20 + F2 cos 60 ∑Fy = F1y + F2y = - F1 sen 20 + F2 sen 60 Non capisco il ragionamento e l'utilizzo di seno e coseno (perché usa il segno meno, e poi coseno e seno)? La mia risposta: Il disegno (a parte la lunghezza dei due vettori forza) dovrebbe assomigliare al seguente, in cui ho messo in evidenza in verde le componenti della forza \(\vec F_2\). Come si vede nel dettaglio in alto a destra, il vettore e le sue componenti formano un triangolo rettangolo. La definizione delle funzioni seno e coseno di un angolo nel contesto di un triangolo rettangolo dicono che il seno di un angolo acuto tracciato in senso antiorario è uguale al rapporto fra il cateto opposto all'angolo e l'ipotenusa (nel nostro caso, rispettivamente \(F_{2y}\) e \(F_2\)), mentre il coseno dello stesso angolo è uguale al rapporto fra il cateto adiacente all'angolo e l'ipotenusa (nel nostro caso, rispettivamente \(F_{2x}\) e \(F_2\)). Da queste definizioni si ricava immediatamente che \(F_{2x}=F_2 \cos(60°)\) e \(F_{2y}=F_2 \sin(60°)\). Nel caso di \(\vec F_1\) bisogna tenere conto che il seno di un angolo tracciato in senso orario ha segno opposto a quello dello stesso angolo tracciato in senso antiorario (mentre il coseno resta invariato).
ex20161125

Devi completare il CAPTCHA per poter pubblicare il tuo commento