Il paranco semplice

Il paranco semplice, è una macchina semplice, e come tale non possiede una forza dovuta ad energia interna.

Essa è costituita dall’accoppiamento di due carrucole, una fissa, l’altra mobile.

Troviamo applicate due forze, la forza motrice Fm e la forza resistente Fr .

Le due carrucole presentano una scanalatura, cioè un canaletto, lungo il bordo, nella quale può scorrere una fune.

La carrucola mobile, è fissata ad un sostegno mediante una estremità della fune, mentre quella fissa è fissata al sostegno mediante la staffa.

La forza resistente, il peso, è fissata alla staffa della carrucola mobile; da notare che la forza resistente comprende anche il peso della carrucola stessa.

La forza motrice è applicata all’altra estremità della fune sulla carrucola fissa.

Da notare che l’asse di rotazione cioè il fulcro O  non è il centro della carrucola mobile, ma è situato sulla fune e non è più fisso come lo era nelle leve.

Possiamo schematizzare la carrucola con la figura seguente:

 

 

Il Paranco

 

Dove:

O = fulcro

Fm = forza motrice

Fr  = forza resistente

 

In mancanza di equilibrio, le carrucole ruotano, spostandosi lungo la verticale. La rotazione avviene intorno all’asse con traccia O.

Siccome l’asse di rotazione, cioè il fulcro, è situato ad una estremità, e la forza motrice all’altra estremità, si ha che la carrucola mobile è una leva di secondo genere .

La forza motrice attraverso la carrucola fissa si trasmette alla carrucola mobile, quindi valgono le considerazioni già viste nella carrucola mobile.

Quindi, il braccio della forza motrice rispetto all’asse O è uguale a 2r cioè l’intero diametro, mentre quello della forza resistente è pari al raggio r.

 

La condizione di equilibrio della carrucola mobile si ha quando il momento della forza motrice è uguale al momento della forza resistente.

 

Mm = Mr

 

Sostituendo ai momento il prodotto della forza per il braccio si ottiene:

               

Fm ∙ 2r = Fr ∙ r

 

Dividendo entrambi i membri per il raggio si ha:

 

Fm ∙ 2 = Fr

 

Da cui:

 

Fm = F/2

 

Ciò significa che è possibile sollevare un peso con una forza motrice pari alla metà del peso.

Cioè il paranco semplice è vantaggioso.

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La leva di secondo genere