Questo articolo spiega cosa sono le forze parallele. Troverai anche esempi di sistemi di forze parallele. Infine potrai vedere come calcolare la forza risultante da un sistema di forze parallele nella stessa direzione e da un sistema di forze parallele in una direzione diversa.
Cosa sono le forze parallele?
Le forze parallele sono forze le cui linee di azione sono parallele. In altre parole, due o più forze sono parallele quando hanno la stessa direzione.
Due forze parallele possono avere la stessa direzione oppure direzioni opposte. Ma finché le linee su cui vengono proiettate sono parallele, le forze sono considerate parallele.
Si noti che, per definizione, due forze parallele non possono essere forze concorrenti , ma possono essere forze collineari .
Esempi di forze parallele
Per comprendere appieno il concetto di forze parallele, ecco due esempi tratti dalla vita quotidiana di questo tipo di forza.
Ad esempio, quando due persone cercano di spostare orizzontalmente un oggetto molto pesante contemporaneamente, esercitano due forze parallele nella stessa direzione, poiché entrambe le persone vogliono spostare l’oggetto dallo stesso lato.
Un altro esempio di due forze parallele è quando saltiamo con entrambe le gambe contemporaneamente. Per saltare, ciascuna gamba applica una forza verticale contro il terreno.
Nelle sezioni seguenti vedremo come due forze parallele vengono sostituite da una forza risultante. Tuttavia, per comprendere i seguenti esercizi sulle forze parallele, è necessario prima conoscere quali sono le condizioni di equilibrio .
Forze parallele nella stessa direzione
La forza risultante da due forze parallele nella stessa direzione è una forza il cui valore è la somma dei moduli delle forze parallele, e il suo punto di applicazione risponde alla seguente relazione:
L’equazione utilizzata per ottenere il punto di applicazione della forza risultante deriva dall’applicazione della condizione di equilibrio del momento, cioè della seconda condizione di equilibrio.
Ad esempio, se vogliamo sommare due forze parallele di 9 N e 15 N nella stessa direzione separate da una lunghezza di 12 m, dobbiamo prima sommare le intensità delle forze per trovare il valore della forza risultante:
Resta ora da determinare il punto di applicazione della forza. Per fare ciò, dobbiamo risolvere la seguente equazione:
In conclusione, la forza risultante dal sistema di queste due forze parallele è una forza di intensità 24 N e si trova a 7,5 m a destra del punto di applicazione della prima forza.
Forze parallele in direzione opposta
La forza risultante di due forze parallele di verso opposto è una forza il cui valore è pari alla differenza dei moduli delle forze parallele, e per calcolarne il punto di applicazione è necessario applicare la seguente relazione:
Ad esempio, se vogliamo sostituire due forze parallele di 11 N e 7 N in direzioni diverse separate da una lunghezza di 8 m con la loro forza risultante, dobbiamo prima sottrarre le grandezze delle forze per trovare il valore della forza risultante. :
Una volta calcolato il modulo della forza risultante non resta che trovarne il punto di applicazione, quindi proponiamo la seguente equazione e risolviamola:
La forza risultante da questo sistema di forze parallele è quindi una forza di intensità 4 N e si trova 14 m a sinistra del punto di applicazione della prima forza.
Quando invece due forze parallele in direzioni opposte hanno la stessa intensità, in fisica si dice che sono una coppia di forze. La caratteristica di una coppia di forze è che genera un momento e quindi fa ruotare il corpo. Puoi vedere come viene calcolato il momento di alcune forze cliccando qui: