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Misurazione delle forze 2
La costruzione del dinamometro
si basa sulle seguenti osservazioni qualitative: se consideriamo una
molla vincolata ad un estremo, osserviamo che essa si allunga se
applichiamo una forza all'altro estremo e che per allungarla di un
tratto maggiore è necessaria una forza maggiore.
Se siamo in possesso di uno strumento (es. regolo millimetrato) che
consente la misura della lunghezza, siamo in grado di confrontare due
forze: se producono lo stesso allungamento della molla, esse hanno la
stessa intensità; in caso contrario possiamo dire che una
delle
due (e quale delle due) ha una intensità maggiore dell'altra.
Ad esempio, se sospendiamo alla molla (in verticale) un corpo A avente
la massa di 1 kg e poi un corpo B di uguale massa, osserviamo che gli
allungamenti sono uguali, quindi possiamo affermare che la forza (peso)
con cui la Terra attrae il corpo A ha la stessa intensità di
quella con cui la Terra attrae il corpo B.
Affinché la molla diventi uno strumento di misura della
forza occorre scegliere l'unità di misura.
Essendo la scelta arbitraria, possiamo scegliere come unità
di forza quella pari al peso di un corpo campione:
indicando con 0 la posizione su un'asta verticale dell'estremo libero
della molla (indice) in assenza di corpo sospeso, denoteremo con 1 la
posizione dell'indice sull'asta allorché sospendiamo il
corpo
campione, con 2 la posizione dell'indice allorché
sospendiamo
due corpi campione, e così via.
Abbiamo in tal modo "tarato" la molla, cioè abbiamo
costruito
una scala che ci permette di leggere l'intensità di una
forza
qualsiasi applicata alla molla leggendo la posizione dell'indice
(divisione) sull'asta graduata.
Se, ad esempio, applicando una forza, l'indice si dispone sull'asta in
corrispondenza della divisione contrassegnata dal numero 8, possiamo
dire che l'intensità della forza applicata è di 8
unità di forza.
Osserviamo, inoltre che le lunghezze dei segmenti aventi per estremi la
generica divisione n e la divisione n+1 sono tutte uguali, quindi
possiamo affermare che la molla si comporta in modo lineare, il che ci
permette di suddividere in parti uguali (ad esempio
10) il segmento compreso tra due divisioni successive: in tal modo
possiamo leggere l'intensità della forza incognita anche
quando l'indice non si allinea con le divisioni contrassegnate dai
numeri interi.
L'accelerazione è quella di gravità (g) il cui
valore è di 9,81 m/s2, legata, in
questo caso, alla forza peso misurata dalla relazione:
P=mg ove la forza-peso P è sempre misurata in
Newton.
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