Macchina di rotazione

Datazione: Prima metà del XX sec.
Inventore: Christian Huygens
Dimensioni: 50x70x25 cm
Materiali: Elementi in vetro, ferro, acciaio e legno

Funzionamento:

Un corpo che non modifica il suo stato di quiete o di moto, non è soggetto a forze o ad un sistema di forze in equilibrio. Se il movimento del corpo è vario o, anche se uniforme, curvilineo la risultante delle forze ad esso applicate non è nulla; per tanto tale forza risultante è uguale al prodotto della massa del corpo per la sua accelerazione. Questo strumento permette di mettere in evidenza e di verificare le leggi della forza centrifuga ed è azionato a mano. Il sistema in esame serve per verificare le leggi della forza centrifuga e delle conseguenti applicazioni ai corpi soggetti a rapide rotazioni.

 

Descrizione:

L’apparecchio è costituito da una ruota, munita di una manovella e collegata, tramite una cinghia, a un supporto cui potevano essere fissati diversi accessori. Mettendo in movimento la ruota, si mettevano in rotazione di volta in volta uno o l’altro dei seguenti accessori:

 

  • Specchio cubico girevole: generalmente utilizzato con una capsula manometrica che consiste essenzialmente in una cavità divisa da una membrana in comunicazione da una parte con l’ambiente esterno tramite un cornetto acustico e dall’altra con due raccordi, uno per l’arrivo del gas illuminante e l’altro afferente al beccuccio per la sua accensione. I suoni raccolti dal cornetto si trasmettevano al gas attraverso la membrana e producevano condensazioni e rarefazioni del gas stesso e conseguenti variazioni in altezza della fiamma, rese evidenti attraverso la riflessione degli specchi rotanti dell’accessorio in oggetto. Tali variazioni della fiamma assumevano negli specchi la forma di una striscia luminosa seghettata. Un modello di sfera che permetteva di mostrare lo schiacciamento della terra ai poli dovuto al moto di rotazione. Consiste in quattro lamelle flessibili in ottone la cui base è fissata a un’asta verticale e l’estremità superiore a un anello libero di scorrere lungo l’asta stessa. Ponendo l’apparecchio in rotazione, si vedeva la sfera schiacciarsi tanto di più quanto maggiore era la velocità di rotazione.
  • Anelli elastici: servono per spiegare lo schiacciamento polare terrestre. L’apparecchio è costituito da due anelli incrociati di bandella elastica in acciaio, nei cui punti di giunzione passa un’asta adatta ai mandrini delle macchine di rotazione. La deformazione della Terra per effetto della forza centrifuga risulta evidente anche facendo ruotare l’apparecchio con una macchina a mano. I due nastri di acciaio, che sono cerchi quando sono a riposo, diventano infatti ellissi allungandosi all’equatore a seguito della rotazione
  • Dinamometro per forza centrifuga: in questo dispositivo una sfera di acciaio, libera di scorrere lungo un’asta orizzontale girevole, è collegata direttamente a un dinamometro che invece è solidale col supporto. Quando il dispositivo viene messo in rotazione il dinamometro fornisce una misura della forza centrifuga cui è sottoposta la sfera.
  • Ampolla per liquidi: i liquidi con la rotazione si dispongono ad anelli concentrici, come gli anelli di Saturno. Ponendo benzina (meglio trielina che non è infiammabile) alcool oppure acqua colorata, mercurio, i liquidi si disporranno ad anelli in questo ordine anche se preventivamente mescolatiRegolatore centrifugo: ideato da James Watt per le macchine a vapore, costituito da un’asta verticale di ottone nichelato cui sono fissati due pendoli terminati da due sferette di ottone. Queste si allontanano dall’asta al momento in cui l’apparecchio viene messo in rotazione.
  • Centrifugatore a provette: due provette inclinate e simmetriche rispetto all’asse di rotazione, chiuse da un tappo di sughero, dovevano contenere l’una mercurio e l’altra probabilmente alcol. Mettendole in rotazione, si mostrava l’azione della forza centrifuga su liquidi di densità diversa.

Curiosità:

Il fisico olandese C. Huygens (1629-1695) introdusse, nel “De vi centrifuga”, opera pubblicata postuma nel 1703, il termine e la corretta formula della forza centrifuga.

La macchina, costruita nel settecento con forma ingombrante e illustrata nelle lezioni di fisica sperimentale dell’abate Nollet, si trasformò, nell’ottocento, in una struttura più ridotta e facilmente trasportabile, venne utilizzata per scopi didattici in varie scuole.

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