Ogni giorno siamo esposti a sistemi semplici che devono essere ruotati. Ad esempio, possiamo citare l'atto di aprire coperchi di cibo in scatola, porte, pinze, chiavi per ruote, ecc. oh coppia è la grandezza relativa alla rotazione di un sistema. Per la rotazione è necessario applicare una coppia.
Chiamato anche momento di forza, la coppia è a Grandezza vettoriale Vector che risulta dal prodotto tra a forza applicato perpendicolarmente ad un punto e la distanza dalla regione di applicazione della forza e dall'asse di rotazione.
M = F X
I termini dell'equazione e le rispettive unità di misura sono:
M = Coppia o momento di forza (N.m);
F = Forza applicata (N);
X = Braccio di leva (m): distanza tra il punto di applicazione della forza e l'asse di rotazione.
Più lungo è il braccio della leva, minore è la forza necessaria per ruotare il sistema. Sarà necessario uno sforzo maggiore per generare la rotazione se la forza viene applicata troppo vicino all'asse di rotazione. Se le maniglie delle porte fossero fissate vicino ai cardini, che sono gli assi di rotazione, la forza esercitata per ruotare una porta per aprirla o chiuderla sarebbe troppo grande. Ecco perchè
le maniglie sono installate il più lontano possibile dalle cerniere, richiedendo uno sforzo minore per spostare la porta.Non fermarti ora... C'è dell'altro dopo la pubblicità ;)
Il caso della chiave della ruota
Immagina che un guidatore debba cambiare il change pneumatico annoiato di una macchina. Tipicamente, questo tipo di lavoro viene eseguito con una chiave per ruote simile a questa:
Per una migliore efficienza, il conducente deve forzare le estremità dell'utensile, ruotandolo con entrambe le mani nella stessa direzione.
situazione idealizzata
Immagina che la coppia richiesta per far ruotare un bullone della ruota sia di 100 Nm. Spingendo con entrambe le mani a 40 cm (0,4 m) dal centro di rotazione, un conducente cerca di rimuovere le viti. Quale forza dovrebbe essere applicata da ciascuna mano per ruotare il sistema?
Adottando come positivo il senso di rotazione antiorario, la coppia si determina come segue:
M = F X
100 = F. 0,4
F = 100 ÷ 0,4
F = 250 N
Possiamo concludere che la forza esercitata da ciascuna delle mani nella rotazione è 250 N, per un totale di 500 N per la rotazione del sistema.
Usare entrambe le mani per ruotare il sistema sarà sempre più efficace che usare una sola mano, come mostrato nell'immagine sopra.
di Joab Silas
Laureato in Fisica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
JUNIOR, Joab Silas da Silva. "Calcolo della coppia di una chiave per ruote"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calculando-torque-uma-chave-roda.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
