Consigli di Meccanica Razionale - Dipartimento di Ingegneria e ...

1.4. FORZE 25
ha una lunghezza a riposo e può subire, in generale, sia un allungamento se
sottoposta a trazione che un accorciamento se sottoposta a compressione.
Ovviamente se la molla è allungata essa tende a ritornare alla configurazione
di riposo e quindi esercita una forza di richiamo. L’opposto accade
quando la molla è compressa. In generale la forza che una molla esercita
è proporzionale alla variazione di lunghezza cioè alla differenza tra la
lunghezza attuale e quella a riposo.
• Molle ideali. Spesso è comodo considerare molle ideali cioé tali da:
1) avere lunghezza nulla a riposo;
2) agire solo a trazione;
3) esercitare una forza di richiamo proporzionale alla loro lunghezza;
4) essere prive di massa e quindi non avere inerzia.
Una forza di richiamo agente su un punto P e che sia proporzionale alla distanza
del punto P da un punto fisso O prende il nome di forza elastica. Una simile
forza si può ottenere senza avere necessariamente una molla ideale. Ad esempio
la forza di richiamo dell’estremità di un’asta metallica flessibile che sia incastrata
all’altro estremo, come mostrato in figura (1.16sinistra) è una forza elastica. In
un reticolo cristallino uno ione spostato dalla sua posizione di equilibrio viene
attratto verso quella posizione da un’azione combinata di attrazioni e repulsioni
da parte degli ioni del reticolo. Questo comporta che la forza totale di richiamo
sia elastica anche per spostamenti dell’ordine di un terzo della costante reticolare
(distanza tra due ioni contigui) (1.15destra).
F
s
ione spostato
Figura 1.15. Una forza elastica può essere causata da un dispositivo diverso
da una molla ideale. (sinistra) Una lama flessibile esercita una forza elastica
sull’estremo P. (destra) In un reticolo cristallino, ad esempio quello del cloruro
di sodio, uno ione allontanato dalla sua posizione di riposo viene richiamato da
una forza sensibilmente elastica.
F
s