Meccanica
Supporto teorico
La forza

La forza è una grandezza fisica sulla quale si fondano la dinamica e la statica. Essa viene definita come l'agente fisico capace di alterare lo stato di quiete o di moto di un corpo (dinamica) o capace di produrre una deformazione (statica).

Ad esempio un qualsiasi oggetto risulta accelerato se su di esso agisce un sistema di forze con risultante non nulla, mentre una trave si flette quando viene caricata ovvero quando su di essa agiscono delle forze. Per la verità l'idea di forza nasce innanzitutto dalla sensazione di sforzo muscolare per poi assumere una formulazione più generale nella meccanica appunto come l'insieme delle influenze che un elemento di materia, anche puntiforme, esercita su un altro in modo da alterarne lo stato di quiete o di moto oppure di provocare deformazioni. In altre parole la forza è la grandezza che esprime e misura l'interazione tra sistemi fisici.

Va notato come spesso quando si parla di forze si crede, anche se a torto, che debba esserci la necessaria presenza di contatto tra due o più corpi perché esse possano trasmettersi. Tuttavia l'esperienza quotidiana offre un gran numero di situazioni in cui ciò viene smentito. Se infatti per sollevare una valigia o spingere un'automobile bisogna certamente toccarle, è anche vero che una calamita è in grado di attrarne o respingerne un'altra ben prima che vi sia contatto e analogo discorso vale per i piccoli pezzetti di carta attirati per induzione elettrostatica da una penna di plastica in precedenza vigorosamente strofinata su di un panno di lana. Del resto l'esempio più lampante di forze a distanza, come esse vengono chiamate, lo offre la forza di attrazione gravitazionale, responsabile della caduta al suolo degli oggetti e della danza dei pianeti intorno al sole (per la verità questo è il modo di vedere la gravità dal punto di vista della meccanica classica, dato che nella relatività generale le cose sono nettamente diverse).

Un'analisi più accurata mette poi in luce svariati casi in cui una forza può essere costante o dipendere invece da qualche variabile (il tempo, le coordinate del punto di applicazione, la velocità del corpo) e soprattutto che ad essa vanno assegnati un modulo (intensità), una direzione, un verso e un punto di applicazione ovvero, in altri termini, che la forza ha un carattere vettoriale, non essendo sufficiente un solo numero per caratterizzarla completamente (Apparecchio per la dimostrazione del parallelogramma delle forze). Per esempio dipende dal tempo la forza (idrostatica) che agisce sulla superficie del fondo che chiude un recipiente contenente un liquido il cui livello decresce a causa di un foro. Invece la forza (elettrica) che si esplica su di un elemento di materia elettrizzata per la presenza di un altro corpo carico dipende dalla sua posizione, mentre la forza che un corpo rigido subisce a causa del suo movimento entro un fluido (resistenza di mezzo) dipende dalla sua velocità.

Da un punto di vista generale le forze si dividono in: