Tipo scheda: PST (Patrimonio scientifico e tecnologico) Versione 3.01Definizione: macchina
Tipologia: di Atwood
Meccanica /
Parole chiave: Cinematica
Fascia cronologica di riferimento: sec. XIX
Frazione cronologica: prima metà
Da: 1828
A: 1828
Autore/Nome scelto: Atwood George
Descrizione analitica: La macchina di Atwood è essenzialmente costituita da una carrucola di ottone molto leggera che può ruotare intorno ad un asse orizzontale. La rotazione avviene senza attrito sensibile, essendo ciascuna delle estremità dell'asse della carrucola poggiata sulle periferie incrociate di due ruote ad assi orizzontali non coassiali secondo la disposizione ideata dall'orologiaio Henry Sully e utilizzata anche nel tribometro di Desaguliers. Nell'esemplare che qui descriviamo, la carrucola (diametro 15,5 cm) e le due coppie di ruote (diametro 10 cm) sulle quali poggia il suo asse sono montate su un telaio di ottone fissato su una mensola quadrata di legno, lastronato in radica di noce, posta nella sommità di due colonne di noce massiccia alte due metri. Queste, a loro volta, sono sostenute da un robusto basamento quadrato, pure di legno lastronato in radica di noce, munito di quattro viti calanti. Nella gola della carrucola passa un sottile filo di seta che attraversa due fori della piattaforma e porta sospesi ai suoi estremi due corpi identici che rimangono fermi in equilibrio. Uno dei due corpi viene poggiato su un disco metallico ribaltabile (diametro 5,8 cm) che è fissato in corrispondenza allo zero di un regolo graduato verticale posto fra le due colonne. Dietro le due colonne e il regolo graduato è libero di oscillare un pendolo costituito da una pesante lente rivestita di lamierino di ottone, avente un diametro di 16,3 cm, e da un'asta di sospensione lunga 106 centimetri. Una leva, fissata ad una delle colonne della macchina, tiene il pendolo a riposo nella posizione di massima ampiezza di oscillazione.
Funzione: Studio del moto di un corpo sotto l'azione di una forza costante.
Modalità d'uso: Se, dopo aver posto un altro corpo su quello poggiato sul disco metallico, si abbassa la leva il pendolo si pone in oscillazione e, simultaneamente il disco si ribalta lasciando liberi i due corpi che cadono lungo la verticale, sotto l'azione del peso del corpo aggiunto, con una accelerazione che è data dal rapporto fra quel peso e la massa totale dei tre corpi in movimento. I tempi di caduta sono misurati col pendolo che fa squillare un campanello nell'istante di partenza e tutte le volte che raggiunge una delle due posizioni di massima ampiezza di oscillazione; mentre gli spazi percorsi vengono misurati sul regolo graduato che è lungo 1,895 metri e ha 70 divisioni, ciascuna delle quali, a sua volta, è divisa in 12 parti. L'accelerazione di caduta può essere fatta variare variando la massa del sovraccarico e se questa è piccola rispetto alla massa degli altri due corpi, anche l'accelerazione di caduta è piccola. L'importanza di questa macchina è dovuta al fatto che consente di studiare il moto di un corpo, sotto l'azione di una forza costante, senza che siano raggiunte velocità troppo elevate; così gli spazi percorsi sono facilmente misurabili, la resistenza dell'aria è trascurabile e si evita di dover misurare intervalli di tempo troppo piccoli difficilmente misurabili con precisione accettabile. Lungo il regolo graduato possono essere fissati, mediante viti a pressione, due cursori; il primo di essi è munito di un anello che dei due corpi in caduta lascia passare quello fissato al filo e non quello posto sopra e il secondo porta un disco che ferma l'altro. La traiettoria risulta così divisa in due parti, la prima delle quali viene percorsa con moto naturalmente accelerato e la seconda con moto uniforme. Regolando opportunamente la posizione dei due cursori in esperimenti successivi si possono studiare i due moti.
Notizie storico-critiche: Al moto, oltre ai corpi sospesi al filo e quello aggiunto partecipano anche la carrucola e le due ruote d'appoggio. L'influenza delle ruote d'appoggio, avendo esse massa molto piccola e velocità di rotazione pure molto piccola, può essere ritenuta trascurabile. Per la carrucola, essendo costituita da un anello di piccolo spessore collegato all'asse tramite raggi molto sottili, si può ritenere la sua massa distribuita uniformemente su una circonferenza. Con questa schematizzazione, nel calcolare il valore dell'accelerazione basta includere nella massa totale dei corpi in movimento anche quella della carrucola. In ogni caso si può tener conto con buona approssimazione dell'influenza della carrucola e delle ruote d'appoggio aggiungendo, nel calcolo dell'accelerazione, una costante alla massa totale dei corpi sospesi al filo. Allora, determinando con un esperimento preliminare il valore di quella costante, si può misurare con buona precisione anche l'accelerazione di gravità.
ITALIA / Sardegna / CA / Monserrato
Dipartimento di Fisica Complesso Universitario - S. P. 8 Monserrato - Sestu km 0,700
Indicazione generica: proprietà Ente pubblico non territoriale
Descrizione: Gli Strumenti del Museo di Fisica. Acustica, Meccanica, Ottica, Termologia, Vari. F. Erdas, G. Baggiani, 1998.
