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VETTORI FORZA - Esempi Pratici
Questa lezione è dedicata ai VETTORI-FORZA con relativi esempi pratici. Nel mondo delle costruzioni i vettori possono rappresentare varie grandezze fisiche. Aree, lunghezze e volumi, deformazioni e spostamenti, inerzie e masse, forze, momenti di forze e tensioni sono tutte grandezze rappresentabili tramite un vettore. In questa fase degli studi ci interessano i VETTORI-FORZA, più in generale le FORZE. Questa particolare importanza delle forze sta nel fatto che tutto ciò che costruiamo in ogni settore della tecnologia è soggetto a CARICHI, piccoli o grandi che siano. I carichi agiscono in vario modo sulle nostre strutture. In questo caso trattiamo di carichi (o forze) concentrate ovvero agenti in un punto preciso della struttura stessa o dell’elemento strutturale che stiamo considerando. In generale i carichi (forze) possono essere di tipo permanente o accidentale. I carichi permanenti risiedono permanentemente sulla struttura come ad esempio il peso proprio della struttura stessa. I carichi accidentali, o carichi portati, invece, interessano la struttura solo temporaneamente. Per esempio un ponte autostradale porta se stesso per tutto il tempo mentre i veicoli non sempre transitano sul ponte. Lo stesso vale per i solai di casa, la struttura del solaio è permanente, le persone che ci abitano, i mobili e altri elementi rimovibili occupano la struttura temporaneamente anche se in modo ripetuto. In questa lezione si propongono VETTORI-FORZA attraverso due esempi pratici. Il primo esempio pratico è costituito da un muretto in calcestruzzo semplice (non armato), di dimensioni 0,80x0,30x1,30 metri, soggetto alla spinta dell’acqua e ovviamente al proprio peso. Il calcolo riguarda inizialmente il peso proprio Pa che viene schematizzato come vettore-forza agente nel baricentro (punto d’applicazione) del muretto, giacente su una retta verticale (direzione) e diretto verso il basso (verso). Ove si istituisse un sistema di riferimento X,Y,Z, con origine nel vertice in basso a sinistra del parallelepipedo muretto, la posizione del baricentro G potrebbe essere espressa come vettore colonna o vettore riga inserendo le coordinate Xg Yg e Zg, G=[Xg; Yg; Zg]=[0,80; 0,30; 0,65]. Con lo stesso criterio la forza peso potrebbe essere espressa vettorialmente attraverso le sue componenti Pa=[Pax; Pay; Paz]=[0; 0; -7,488]. Essendo il vettore orientato verticalmente e diretto verso il basso avrà le prime due componenti nulle e la terza pari a -7,488 kN. Allo stesso modo si procede con il calcolo della spinta dell’acqua S sulla parete del muretto e con l’espressione vettoriale sia del punto di applicazione che del vettore-forza S. Però per questo vi rimando alla videolezione. Il secondo esempio studia la situazione reale e concreta di un’atleta su un asse d’equilibrio proponendo un adeguato schema statico nonché lo studio dei vettori-forza in gioco. Nell’esposizione dei due esempi introduco il concetto di forze complanari o compiane e di sistema di forze. Anche per queste ultime considerazioni vi rimando alla videolezione allegata.