forza bisogna dunque conoscere la distanza della retta lungo la quale la forzastessa agisce, dall’asse attorno a cui si vuole far ruotare. Questa importanteinformazione viene detta braccio della forza:Braccio della forza: distanza della retta di azione delle forza dall’asse dirotazione.F 1bA F 2 b 34bb 4 1F F 32Si introduce quindi la grandezza seguente: F bindicata con la lettera greca tau ( ) e detta momento della forza (o anchemomento torcente della forza). Considereremo positivi i momenti dovuti aforze che producono rotazioni antiorarie attorno all’asse nel piano del foglio,guardato dal lettore.Se sul corpo che si muove di moto piano, agisce un sistema di forze,chiameremo momento risultante del sistema rispetto a tale asse la grandezza | F | b | F | b | F | b ....ii1 1 2 2 3 3dove bi sono i bracci delle forze, vale a dire le distanze delle rette di azione diciascuna delle F idal punto in cui l’asse buca il piano. In figura il punto Aindica l’intersezione dell’asse scelto con il piano di rotazione, e le lineetratteggiate rappresentano i bracci delle forze.b Ab B4F B3 F AEsempio 1Trovare il momento risultante del sistema di forzeF ed F , di moduloA B40 N e30 N rispettivamente, che agiscono sul quadrato di lato 10 m in figura,calcolato rispetto ad un asse perpendicolare al foglio e passante per il centro delquadrato.Dopo aver tracciato le rette di azione delle forze si riconosce che i bracci valgono:b b AB42 3 6e che per chi guarda il foglio, F tende a far ruotare in verso orario attorno all’asse,Aquindi il suo momento sarà negativo, F antiorario quindi con momento positivo:B b F b F F FA B A A B B A B4 610 10 40 30 50N m4 6Il valore negativo del momento risultante comporta che il quadrato, oltre che atraslare nella direzione di R , tenderà a ruotare in verso orario, per effetto delsistema di forze applicatogli.4
Come si trova il punto di applicazione di RTanto la retta di azione quanto il punto di applicazione della risultante delsistema non sono determinabili attraverso la somma dei vettori effettuata con ilmetodo di punta-coda o del parallelogramma. Tale tecnica, che consente disommare vettori, cioè classi di equivalenza di segmenti equipollenti, forniscesoltanto l’intensità del risultante ed una direzione, quella della diagonale delparallelogramma, alla quale il risultante è parallelo, ma non il punto diapplicazione 1 . Tuttavia il risultante del sistema di forze deve avere lo stessomomento del sistema stesso, quindi se esiste un punto sull’oggetto rispetto alquale la somma dei momenti è nulla, il risultante applicato in modo che abbiamomento zero rispetto quel punto sostituisce interamente il sistema di forze.F BF AEsempio 2Trovare, se esiste, il punto (od i punti) in cui si può applicare il risultantesistema di forze F ed F , di pari intensità, che agiscono sul quadrato in figura.A BDopo aver tracciato le rette di azione delle forze si riconosce che una forza ha sempremomento nullo rispetto ad un qualunque asse che passa per la sua retta di azione.Quindi entrambe le forze devono avere momento nullo rispetto ad un asseperpendicolare al foglio nel punto P, intersezione delle due rette di azione. Ne segueche anche il risultante dovrà avere momento nullo rispetto a P, quindi la sua rettad’azione (inclinata di 45° rispetto al lato del quadrato visto che le forze hanno lastessa intensità), dovrà passare per P. Quindi il risultante può essere applicato in unoqualunque dei punti in cui la retta a 45° passante per P intercetta il quadrato.Esempio 3Trovare, se esiste, il punto di applicazione del sistema di forze parallele F Cche agiscono sul quadrato in figura.deled F ,DF BPR F AF DF CF CLe rette di azione delle due forze parallele non si incontrano mai, tuttavia è possibileoperare sommando al sistema due forze opposte che non alterano la dinamicaperché hanno risultante nullo (in verde nella figura). In questo modo si ottiene ilpunto P rispetto al quale il sistema ha momento nullo, e così si fa passare per P laretta di azione del risultante la cui direzione è ottenuta con la regola delparallelogramma. Il risultante potrà poi essere applicato in uno qualunque dei puntiin cui la retta trovata intercetta il corpo, per esempio sul bordo del quadrato.PR F D1Per sommare vettori applicati occorre operare la costruzione del cosiddetto poligonofunicolare, il quale consente di conoscere la retta di azione del risultante, e, se reiterato sudi un sistema di forze ruotato rispetto all’originale, anche il punto di applicazione.5