Settima Lezione

Nella lezione di ieri abbiamo richiamato le definizioni di forza (causa di potenziale variazione di velocità di traslazione) e momento (causa di potenziale variazione di velocità di rotazione) nonché l'enunciato dei tre principi della dinamica. 

Abbiamo poi introdotto l'oggetto principale della statica, cioè i sistemi di forze.

Ci siamo resi conto che ogni struttura è soggetta all'azione di un sistema di forze che modella l'insieme di tutte le cause di movimento esercitate su di essa dall'ambiente.

Su ogni struttura agiscono due sistemi di forze: i carichi (in genere noti) e le reazioni vincolari (a priori incognite).

Le reazioni vincolari sono le forze che i vincoli, per esercitare la loro funzione cinematica, applicano sulla struttura se l'insieme di tutte le altre cause di movimento tende a violare la sua definizione. 

Abbiamo poi descritto in dettaglio le reazioni dei vincoli esterni ed interni che abbiamo studiato finora.

Lo scopo principale della statica consiste nel trovare il modo di capire se il sistema di forze complessivamente agente su una struttura produce o meno un movimento.

Un sistema di forze è detto equilibrato se, applicato su un corpo rigido inizialmente fermo, non produce nessuno spostamento.

I sistemi di forze che agiscono sulle strutture possono essere anche molto complicati. Tuttavia ci rendiamo conto che possono esistere sistemi di forze molto diversi che però producono lo stesso effetto se applicate su un corpo rigido.

Due sistemi di forze si dicono equivalenti se producono lo stesso effetto su un corpo rigido.

Non appena saremo in grado di capire quando due sistemi di forze sono equivalenti, dato un qualsiasi sistema di forze, comunque complicato, potremo tentare di trovarne uno più semplice ma equivalente, ripetendo l'operazione fino a trovare un sistema di forze essenziale (= una forza ed un momento).

Lo strumento fondamentale della statica è la riduzione dei sistemi di forze (r.s.f.), ovvero l'operazione che consiste nel trovare un sistema essenziale equivalente ad uno dato.

Un sistema di forze essenziale piano è completamente descritto da due vettori, che non appena scelto un punto di applicazione ed un osservatore, può essere a sua volta descritto da tre numeri: i parametri di forza (p.f.).

Dato un sistema di forze piano qualsiasi, è possibile trovare infiniti sistemi essenziali equivalenti, ciascuno dei quali rappresenta un diverso modo di sintetizzare l'essenza dell'effetto che il sistema dato produce su un corpo rigido.

Possiamo fare un parallelo con la cinematica.

In cinematica, il campo di spostamento di un qualsiasi corpo rigido piano può essere descritto, grazie alla f.s.r., in infiniti modi diversi ma equivalenti, da tre p.s. (che dipendono quindi dall'osservatore e dalla scelta di un punto di riferimento).

In statica, un qualsiasi sistema di forze piano può essere sintetizzato, grazie alla r.s.f., in infiniti modi diversi ma equivalenti, da tre p.f. (che dipendono quindi dall'osservatore e dalla scelta di un punto di riferimento).