Re: Perché le bilance funzionavano?

From: Giorgio Bibbiani <giorgiobibbiani_at_TIN.it>
Date: Sun, 4 Dec 2022 09:43:07 +0100

Il 03/12/2022 18:23, Elio Fabri ha scritto:
> Questa è la sola cosa giusta che hai scritto :-(
>
> Sono allibito...

Mi dispiace Elio, purtroppo in questo caso non si tratta di una
distrazione (come mi capita spesso) ma di un mio misconcetto di
lunga data, poi spiego a seguito, intanto ti ringrazio di cuore
per la spiegazione, non è la prima volta che tu o altri mi avete
chiarito argomenti su cui mi ero formato opinioni errate o monche...

> Giorni fa, il 24/11, sulla mailimg list "sagredo"
> (sagredo_at_www.sagredo.eu) facevo notare (e la ritenevo una cosa
> scandalosa) che la figura di una bilancia in un articolo sul "Giornale
> di Fisica", edito dalla Socità Italiana di Fisica, era grossolanamente
> sbagliata (e aveva avuto pure l'onore della copertina).
> Quello che veramente non mi sarei aspettato è che non solo fosse
> sbagliata la tua spiegazione, ma che la larga maggioranza delle figure
> che si trovano in internet cercando "scale (balance)" lo fossero
> altrettanto, e quelle che sono giuste lo fossero per caso, perché non
> c'è mai una spiegazione accettabile.
>
> Sono moltissime, ma a meno di sviste ne ho trovato una sola veramente
> chiara e giusta:
> https://www.flipkart.com/yigooood-montessori-wooden-balance-beam-weighing-scale-sensorial-early-childhood-training-wood-toy/p/itmf278tbyhugehz
>
> Non è né necessario né sufficiente che il baricentro del giogo sia
> sotto il punto di appoggio di questo sul sostegno fisso.
> Ciò sarebbe necessario e sufficiente per la stabilità dell'equilibrio
> se non ci fossero i piatti coi corpi pesanti su di essi.
> Occorre guardare dove sono posti i punti di sospensione dei piatti.
> Si ha certamente equilibrio stabile per qualunque entità dei pesi
> posti sui piatti, solo se oltre la condizione sul baricentro del giogo
> è anche vero che la congiungente tra i punti di sospensione dei piatti
> passa *sotto* il punto di appoggio del giogo.
>
> Per rendere comprensibile la cosa all'OP dovrei fare una figura e
> scrivere qualche formula, ma purtoppo non ho tempo.

Ho preparato una paginetta di spiegazione, per ragionare con scalari
piuttosto che con vettori e semplificare allora la stesura del testo,
ho ricavato il minimo dell'energia potenziale gravitazionale in funzione
dell'angolo di rotazione del giogo, v.:

https://drive.google.com/file/d/1jMImNar4iFUIDoea37V2_EIxoCrObmR9/view?usp=share_link

E ora spiego come mi sono formato una opinione errata sull'argomento:
in laboratorio didattico di Fisica, quando facciamo al 1° anno
esperienze sull'equilibrio del corpo rigido e sulla leva, non usiamo
la bilancia a 2 piatti (ne abbiamo che mi risulti una, esposta
in un armadio a vetri, per le misure attuali di massa usiamo per
questioni di tempo bilance elettroniche a 1 piatto, che siano da cucina
o analitica da laboratorio), ma usiamo una barra metallica con una
fila di fori simmetrici rispetto al centro e allineati con un asse
di simmetria della barra, la barra è fulcrata a metà lunghezza ma
il fulcro quando la barra è all'equilibrio si trova leggermente al
disopra del suo baricentro, in modo che all'equilibrio la barra si
dispone orizzontalmente. Dato che i fori a cui si sospendono i
vari pesi a varie distanze _si trovano sull'asse della barra_ allora
all'equilibrio (cioè quando la somma dei momenti delle forze
esercitate sulla barra dai pesetti risulterà nulla) la barra si
dispone orizzontalmente proprio in conseguenza della posizione
del fulcro rispetto al suo baricentro.
Insomma, io in passato mi ero posto la stessa domanda dell'OP,
e la spiegazione che mi ero dato andava bene per lo scopo
attuale ma l'ho generalizzata indebitamente al caso della
bilancia a 2 piatti...

Ciao, e grazie ancora!

-- 
Giorgio Bibbiani
Received on Sun Dec 04 2022 - 09:43:07 CET

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