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Un esempio 'ad effetto' realizzabile in classe
Un oggetto curioso da mostrare in classe e facilmente realizzabile è il seguente: un disco di cartone
opportunamente costruito, viene posizionato su un piano inclinato e una
volta lasciato libero, risale lungo il piano compiendo un mezzo giro e
poi fermandosi.
Come mai? Basta spostare il baricentro del disco posizionando delle
masse vicino ad un punto del bordo rendendo così
l’oggetto
non omogeneo. Il suo baricentro non si trova più nel centro
del
disco, ma spostato verso le masse aggiunte. Se quindi si posiziona sul piano inclinato il disco con la parte più pesante verso l’alto e leggermente inclinata dalla parte della salita (vedere schema), al baricentro è permesso un moto che lo vede scendere rispetto alla posizione iniziale. Quindi il baricentro non viola la legge dei gravi. In effetti la componente della forza peso perpendicolare al piano inclinato e la reazione vincolare costituiscono una coppia di forze parallele e quindi è presente un momento di forze che tende a far ruotare il disco in senso antiorario; nella posizione d’equilibrio con le masse aggiunte a contatto col piano inclinato, non vi è più la coppia di forze poiché la retta d’azione delle due forze coincide e passa per il punto di vincolo e quindi non si ha la presenza di un momento.
La componente della forza peso parallela al piano inclinato (in arancione) è bilanciata dalla forza di attrito (in nero) che agisce nel punto di contatto tra il disco ed il piano inclinato e ha come effetto quello di non far scivolare il disco lungo il piano. Infatti questo fenomeno si può osservare solo per piccole inclinazioni del piano, cioè finché la forza d’attrito è sufficiente a frenare lo scivolamento del disco.
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