Vincoli e reazioni vincolari

Quando un corpo si muove nello spazio, può essere libero oppure costretto. Un corpo libero può spostarsi in tutte le direzioni, ma nella realtà questo accade raramente. Molto spesso, gli oggetti e i corpi sono vincolati, ossia limitati nei loro movimenti da altri oggetti o strutture.

In questi casi entrano in gioco due concetti fondamentali: il vincolo e la reazione vincolare.

Cos'è un vincolo?

Un vincolo è qualsiasi elemento fisico che impone una o più condizioni al movimento di un corpo.

In parole più semplici, il vincolo è un “limite” che costringe il corpo a seguire una certa traiettoria, o a mantenere una certa posizione, o ancora a muoversi solo in una specifica direzione.

Ad esempio, un tavolo su cui poggia un oggetto limita il movimento verticale dell'oggetto verso il basso. Un filo impedisce a un corpo di cadere nel vuoto, ecc.

Cos'è la reazione vincolare?

Quando un corpo tenta di violare le condizioni imposte da un vincolo, quest’ultimo “reagisce” con una forza. Questa forza si chiama reazione vincolare.

La reazione vincolare è la forza esercitata dal vincolo per impedire i movimenti proibiti al corpo.

È sempre perpendicolare alla superficie del vincolo (se il vincolo è rigido) o lungo la direzione del vincolo come nel caso di un filo.

Ad esempio,se osservi una tazza su un tavolo, il tavolo è il vincolo che impedisce alla tazza di cadere. La reazione vincolare, invece, è la forza normale $ N $, perpendicolare al tavolo e diretta verso l’alto, che impedisce al libro di attraversare il tavolo e cadere spinta dal proprio peso $ P $.

Quindi, il vincolo è il limite fisico che restinge il moto del corpo mentre la reazione vincolare è la forza esercitata dal vincolo per mantenere il corpo entro quei limiti.