PRINCIPIO DI TRASMISSIBILITÀ DELLE FORZE (ESERCIZI RISOLTI) - FISICO - 2026

Il principio di trasmissibilità delle forze indica che la situazione di equilibrio o movimento di un corpo rigido non cambia se una certa forza che agisce su un punto specifico del corpo viene sostituita da un'altra. Perché ciò possa essere considerato in questo modo, devono essere soddisfatte due premesse.

La prima premessa è che la nuova forza è della stessa grandezza e la seconda è che viene applicata la stessa direzione, anche se si trova in un punto diverso del corpo. Le due forze hanno lo stesso risultato su un corpo rigido; quindi, sono forze equivalenti.

Pertanto, il principio di trasmissibilità conferma che una forza può essere trasmessa lungo la stessa direzione. Allo stesso modo, va notato che l'effetto meccanico della forza può essere sia rotazionale che traslazionale. Un esempio pratico del significato del principio di trasmissibilità è quando un corpo viene spinto o tirato.

Se il valore della forza con cui il corpo viene tirato o spinto è lo stesso ed entrambe le forze vengono applicate nella stessa direzione, il movimento risultante è esattamente lo stesso. Pertanto, ai fini del movimento, il risultato è lo stesso, sia che il corpo venga spinto o tirato.

Corpi rigidi

Un corpo rigido (che non si deforma) è un corpo che non subisce deformazioni quando gli viene applicata una forza esterna.

L'idea di un corpo rigido è ancora un'idealizzazione matematica necessaria per lo studio del movimento e delle cause del movimento dei corpi.

Una definizione più precisa di corpo rigido è ciò che lo definisce come un sistema di punti materiali, in cui la distanza tra i diversi punti del corpo non viene modificata dall'azione di un sistema di forze.

La verità è che i corpi e le macchine reali non sono mai completamente rigidi e subiscono deformazioni, anche minime, sotto l'azione delle forze e dei carichi che vengono loro applicati.

Limitazioni del principio di trasmissibilità

Il principio di trasmissibilità presenta alcune limitazioni. Il primo e più ovvio è nel caso in cui la forza o le forze applicate agiscono su un corpo deformabile. In tal caso, la deformazione del corpo sarà diversa a seconda del punto di applicazione delle forze.

Un'altra limitazione è ciò che può essere visto nel seguente caso. Supponiamo che due forze siano applicate orizzontalmente alle estremità di un corpo, entrambe nella stessa direzione ma nella direzione opposta.

Secondo il principio di trasmissibilità, le due forze potrebbero essere sostituite da due nuove forze applicate nella stessa direzione, ma in direzioni opposte a quelle originarie.

Per scopi interni, la sostituzione non avrebbe conseguenze. Tuttavia, per un osservatore esterno, si sarebbe verificato un cambiamento fondamentale: in un caso le forze applicate sarebbero la tensione, e in un altro sarebbero comprensibili.

È quindi chiaro che il principio di trasmissibilità è applicabile solo dall'ipotesi della sua applicazione a solidi rigidi ideali e dal punto di vista di un osservatore interno.

Esempi

Primo esempio

Un caso pratico di applicazione del principio di trasmissibilità si verifica quando si desidera spostare un'auto da parte di un gruppo di persone.

L'auto si muoverà allo stesso modo sia che venga spinta o tirata in avanti, a condizione che le persone applichino la forza nella stessa linea retta.

Secondo esempio

Un altro semplice esempio in cui è soddisfatto il principio di trasmissibilità è quello della carrucola. Ai fini del movimento, il punto della corda a cui viene applicata la forza è indifferente, purché venga applicata la stessa quantità di forza. In questo modo non influisce sul movimento se la corda è più o meno lunga.

Esercizi risolti

Esercizio 1

Indicare se il principio di trasferibilità è soddisfatto nei seguenti casi:

Primo caso

Una forza di 20 N applicata orizzontalmente su un corpo rigido viene sostituita da un'altra forza di 15 N applicata in un altro punto del corpo, sebbene entrambe siano applicate nella stessa direzione.

Soluzione

In questo caso, il principio di trasmissibilità non sarà rispettato poiché, sebbene le due forze siano applicate nella stessa direzione, la seconda forza non ha la stessa grandezza della prima. Non sussiste quindi una delle condizioni indispensabili del principio di trasmissibilità.

Secondo caso

Una forza di 20 N applicata orizzontalmente su un corpo rigido viene sostituita da un'altra anch'essa di 20 N, applicata in un altro punto del corpo e verticalmente.

Soluzione

In questa occasione, il principio di trasmissibilità non è rispettato poiché, sebbene le due forze abbiano lo stesso modulo, non vengono applicate nella stessa direzione. Anche in questo caso, non sussiste una delle condizioni indispensabili del principio di trasmissibilità. Si può dire che le due forze sono equivalenti.

Terzo caso

Una forza di 10 N applicata orizzontalmente su un corpo rigido viene scambiata con un'altra anch'essa di 10 N applicata in un altro punto del corpo, ma nella stessa direzione e direzione.

Soluzione

In questo caso, il principio di trasmissibilità è soddisfatto, poiché le due forze sono della stessa entità e vengono applicate nella stessa direzione e direzione. Sono soddisfatte tutte le condizioni necessarie del principio di trasmissibilità. Si può dire che le due forze sono equivalenti.

Quarto caso

Una forza scivola nella direzione della tua linea d'azione.

Soluzione

In questo caso, il principio di trasmissibilità è soddisfatto poiché, a parità di forza, l'entità della forza applicata non varia e scorre nel suo raggio d'azione. Anche in questo caso sono soddisfatte tutte le condizioni necessarie del principio di trasmissibilità.

Esercizio 2

Due forze esterne vengono applicate a un corpo rigido. Le due forze vengono applicate nella stessa direzione e nella stessa direzione. Se il modulo della prima è di 15 N e quello della seconda è di 25 N, quali condizioni deve soddisfare una terza forza esterna che sostituisca la risultante delle due precedenti per soddisfare il principio di trasmissibilità?

Soluzione

Da un lato, il valore della forza risultante deve essere 40 N, che è il risultato dell'aggiunta del modulo delle due forze.

D'altra parte, la forza risultante deve agire in qualsiasi punto della retta che unisce i due punti di applicazione delle due forze.

Riferimenti

1. Corpo rigido (nd). In Wikipedia. Estratto il 25 aprile 2018 da es.wikipedia.org.
2. Forza (nd). In Wikipedia. Estratto il 25 aprile 2018 da en.wikipedia.org.
3. Cutnell, John D .; Johnson, Kenneth W. (2003). Fisica, sesta edizione. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
4. Corben, HC; Philip Stehle (1994). Meccanica classica. New York: pubblicazioni Dover.
5. Feynman, Richard P.; Leighton; Sands, Matthew (2010). Le lezioni di Feynman sulla fisica. Vol. I: Principalmente meccanica, radiazione e calore (New millennium ed.). New York: BasicBooks.