Carrucola e fuoristrada: come sfruttare le forze in maniera intelligente

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2 risposte

  1. Claudio ha detto:

    Scusate ma proprio non riesco a capire come nella figura 7 la forza necessaria a tirare possa dimezzarsi. Quello in figura è un semplice rinvio che non dà alcun vantaggio meccanico, cosa significa che il vericello sta “tirando due rami di cavo”?che sia un umano a tirare o un verricello, la cosa dal punto di vista del “sistema carrucola” non cambia. Se devo spostare di un metro la vettura dovrò tirare un metro di cavo, è in figura 8 che si ha Q/2 grazie alla carrucola mobile (il fatto di ancorarsi al medesimo punto oppure no è ininfluente), la carrucola fissa in abbinata a quella mobile ha il pregio di ridare la direzione di tiro iniziale e nulla più. Se fosse come dite voi allora la domanda è: in figura 8 dov’è finito il vantaggio di 2:1 della figura 7? Abbinando un “v_rig” ad un “z_rig” ed ottenendo così un paranco complesso o compound ,il vantaggio dovrebbe essere di 6:1(3×2). La risposta è semplicemente che il primo caso non è nulla,è un semplice rinvio. State confondendo il vantaggio meccanico offerto da un paranco con il calcolo del vantaggio offerto dalla macchina semplice “verricello”, che è una leva di primo genere sempre vantaggiosa ,quando utilizziamo più cavo e di coseguenza aumentiamo il braccio di potenza rispetto al fulcro. Potete mostrami come si scompongono le forze? Forse mi sono perso qualcosa? Grazie in anticipo e buona serata.

    • Manuel83 ha detto:

      Buongiorno Claudio,
      Grazie per questa domanda perché potrebbe essere utile anche ad altri per capire meglio la fig. 7.
      Iniziamo col dire che spesso le cose cambiano a seconda della prospettiva. Tu dici che la carrucola di fig. 7 è fissa. Allora facciamo che al posto del veicolo c’è un carro armato e che il verricello tira talmente tanto da sradicare l’albero. Continuiamo a tirare trascinando l’albero. Ora direi che si percepisce chiaramente che la carrucola è mobile. Tornando al nostro caso specifico di fig. 7, se il veicolo si muove e la carrucola è fissa sull’albero, essa è fissa rispetto all’albero e all’ambiente, ma è mobile rispetto al veicolo.
      Passiamo ora alla quantità di cavo da recuperare. Detta d la distanza tra verricello e albero, se collegassimo il capo del cavo direttamente all’albero avremmo una lunghezza di cavo pari a d da recuperare per avvicinare il veicolo fino all’albero. Nel caso di fig. 7, prendo il capo del cavo, lo faccio passare attorno alla carrucola e lo riporto indietro fino a tornare sul veicolo. In tal modo srotolo una lunghezza di cavo pari a d per arrivare fino alla carrucola e poi ancora d per tornare al veicolo: in totale srotolo una lunghezza 2d di cavo. Per avvicinare il veicolo fino all’albero dovrò riavvolgere tutto il cavo, ovvero per far percorrere al veicolo la distanza d dovrò riavvolgere un tratto di cavo pari a 2d.
      Per quanto riguarda le forze in gioco analizziamo il problema di fig. 7 per step. Prima di tutto osserviamo Il sistema globale: la resistenza opposta dal veicolo è pari a Q, quindi la reazione opposta dall’albero dovrà essere uguale e contraria a Q in quanto non ci sono altre forze esterne. Ora guardiamo la carrucola. La carrucola è soggetta a tre forze esterne. La forza del vincolo all’albero che è pari a Q e le forze dei due rami di cavo che vanno verso il veicolo. Per l’equilibrio delle forze la somma delle forze sui due rami di cavo deve essere pari a Q, quindi, per simmetria, su ogni ramo avremo un tiro pari a Q/2.
      Arrivando al veicolo, dato che su ogni ramo di cavo abbiamo un tiro di Q/2, possiamo dire che il verricello tira Q/2 e che anche l’ancoraggio del capo del cavo sul veicolo vede un carico di Q/2. Ecco spiegato perché il verricello è soggetto ad uno sforzo che è circa la metà della resistenza opposta dal veicolo (dico “circa” perché non ho considerato le perdite nella carrucola).

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