Meccanica
Sistema di pulegge in ottone con pesi
SCHEDA TECNICA
INVENTARISTATO
Un sistema di carrucole d'ottone
Un sistema di carrucole d'ottone
Sistemi di pulegge in ottone con pesi
Sistemi di pulegge in ottone con pesi
1818526
1838384
P.A.Nº //
187026
1925a25
Completo M
Integro
Funzionante D
Dimensioni
MATERIALI: ottone, legno, spago
BIBLIOGRAFIA & PRESTITI
DATABASE
Datazione: 1827 - 1828
Nel Museo A. M. Traversi - Vetrina C
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Immagine, Malfi, © D 2008
Fonti
Battelli A. - Cardani C. (1922) Vol. 1, pag. 90, fig. 72
Despretz C. (1832) pag. 44, fig. 72
 

Questo strumento, particolarmente curato artisticamente, è simile per fattura al Modello di verricello con vite perpetua in ottone con pesi, agli Ingranaggi in ottone e al Sistemi di leve in ottone. Fino al dicembre 2002 si credeva che questo insieme di apparati fosse costituito da strumenti tutti coevi.

Tuttavia rispetto alla datazione data all'apparecchio in questione in occasione della Mostra del 1994, è emerso (Malfi, 2002) che questo strumento è, assieme al Sistema di ingranaggi in ottone, più antico di dieci anni. In effetti la presenza sotto al basamento di legno di raffinati appoggi in ottone riproducenti lo zoccolo di un cavallo (identici a quelli del Sistema di ingranaggi e dello Spinterometro vecchio di F. Cobres) ha fatto sorgere il dubbio che entrambi gli strumenti di meccanica sopra menzionati fossero più antichi degli altri due, assai simili, ma con i supporti sotto al basamento in legno e non in ottone. Questa ipotesi si è rilevata fondata consultando l'inventario del 1818. Ne segue che il Modello di verricello con vite perpetua in ottone con pesi e il Sistema di leve sono stati costruiti in un secondo momento sullo stile degli altri due apparati.

Lo strumento serve a dimostrare empiricamente che la forza necessaria ad equilibrare una massa sospesa ad una fune è sempre minore a mano a mano che si fanno compiere al cavo di sostegno più rimandi attraverso delle carrucole (principio della carrucola). Grazie alla sua notevole efficacia didattica, questo strumento fa parte di quella rosa di apparecchi del Vecchio Gabinetto di Fisica del Liceo che vengono ancor'oggi utilizzati durante le ore di laboratorio di fisica.

Il primo sistema in figura a partire da destra (una carrucola fissa) non offre nessun vantaggio dal punto di vista statico, dato che la forza necessaria per tener sospesa la massa deve essere pari a quella della forza peso agente su di essa (la fune compie infatti un solo rimando). Questo accorgimento è ampiamente usato fin dall'invenzione della carrucola solo per motivi pratici, perché permette di esercitare lo sforzo muscolare per sollevare un peso nel verso in cui ci riesce più facile, cioè dall'alto verso il basso.

Più vantaggioso è il secondo sistema (carrucola composta). La fune di sostegno compie infatti due rimandi e ciò ha come diretta conseguenza che la forza necessaria a mantenere in equilibrio la massa sospesa risulta essere pari alla metà della forza peso agente sulla massa attaccata alla fune. Da ciò segue che si riesce che si riesce ad alzare la massa sospesa esercitando una forza di poco superiore alla metà della forza peso del grave sospeso e non un po' superiore all'intero peso del corpo, come accade invece nel primo caso, cioè quello in cui si fa fare un solo rimando alla fune. L'unico inconveniente è il fatto che serve più cavo, ma che può essere di sezione minore, dato che la tensione che deve sopportare è, come si è detto, pari solo alla metà della forza peso.

Per le considerazione precedenti, il terzo sistema (ancora una carrucola composta) è senza dubbio il più vantaggioso. Infatti la forza necessaria ad equilibrare la massa sospesa è questa volta pari ad un sesto della forza peso della massa (la fune subisce sei rimandi e quindi le funi su cui si scarica la forza peso sono sei). Ciò si traduce nel fatto che per alzare questa massa è sufficiente utilizzare per esempio un argano in grado di sviluppare una forza di poco superiore ad un sesto del peso del carico da sollevare. È ovvio invece che l'efficace smorzamento del peso del carico ad opera dei sistemi di sollevamento a più rimandi riguarda solo il cavo di sostegno, perché il braccio alla cui estremità sono fissate le carrucole di rimando deve essere in grado di sostenere l'intero peso della massa sollevata e non una sua frazione.

A questo punto risulta invece evidente perché l'impiego di organi di sollevamento le cui funi subiscono molti rimandi siano ampiamente usati nelle grandi gru, le quali con cavi di sezione anche piccola sono in grado di sollevare con motori di media potenza carichi di parecchie decine di tonnellate. La notevole lunghezza del cavo necessario per le gru con tanti rimandi è compensata dalla possibilità di impiegare cavi a piccola sezione (che sono più flessibili) e motori non troppo potenti e perciò poco ingombranti. Inoltre, l'apparente svantaggio derivante da una marcata lentezza nell'ascesa verticale della massa sospesa è invece un fenomeno voluto, perché si evitano gli strappi all'innesco del motore, le pericolose torsioni e le oscillazioni laterali, soprattutto quando il carico è molto pesante.