Nick Mars
e
l’accampamento indiano
Parte seconda
Nick Mars, dopo aver ballato e cantato con i suoi amici Indy e d Endy, viene invitato a bere un sorso d’acqua dalla borraccia di Endy.
Nell’appenderla ad un chiodo infisso in un albero lì vicino, Nick si accorge che oscilla.
«Vedi come oscilla, ma torna sempre nella posizione di equilibrio,
ora ti spiego perché.» Endy vuole usare ancora una volta
le frecce… non per niente è un indiano!
«Cominciamo dalla forza peso, la forza che attrae ogni corpo verso terra.
Rappresentiamola con una freccia, lo sai che mi piacciono le frecce, applicata nel baricentro.
Se appoggio un rettangolo su un bastoncino posto nel baricentro resta in equilibrio , mi sembra che la foca Fofò te l’abbia fatto vedere,vero?» Endy è andato anche lui al circo.
«Certo, certo, lo ricordo bene, Fofò è un giocoliere bravissimo!» Nick è molto attento.
«Bene, e ricordi anche cosa ti ha spiegato il polpo Poldo, il principio di azione e reazione?»
«Certo: ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria!» Nick è orgoglioso di se stesso.
«Infatti», interviene Indy, «ora puoi capire meglio perché resta in equilibrio grazie alle…frecce! », e continua nella spiegazione,
«Il rettangolo è appoggiato su di un vincolo (quel sostegno triangolare) posto proprio nel baricentro B, ed esso reagisce con una reazione uguale e contraria alla forza peso applicata nel baricentro. Le due forze si annullano e il corpo resta in equilibrio
La stessa cosa succede quando al parco giochi vai sui pattini a rotelle insieme ad un tuo amico: vi avvicinate faccia a faccia e poi vi date una spinta reciproca, ognuno di voi viene spinto all’indietro con la stessa forza.
Una conferma sperimentale del principio di azione e reazione ci viene anche dallo spazio: gli astronauti Pedro Duque e Alexander Kaleri "galleggiano" in assenza di gravità e verificano il principio di azione e reazione sulla loro astronave.
O quando ti appoggi, sempre sui pattini, al bordo del recinto di pattinaggio e ti dai una spinta: tu spingi la sbarra del recinto con una forza e la sbarra reagisce con una reazione uguale e contraria e tuvai all’indietro. Ovviamente anche la sbarra subisce l’azione della forza, ma è saldamente infissa nel pavimento e quindi non si muove.»
«OK, ho capito che sui corpi vincolati agiscono le reazioni dei vincoli! E allora?»
«Allora », continua Endy, « ora possiamo parlare dei corpi sospesi e appoggiati usando ….le frecce.
Facciamo questo esperimento: cominciamo con un rettangolo sospeso ad un chiodo( il vincolo).»
Equilibrio stabile
Il rettangolo è sospeso ad un vincolo (il chiodo) allineato e al di sopra del baricentro: è in equilibrio stabile perché spostato dalla sua posizione di equilibrio tende a ritornarvi.
La forza peso, applicata nel baricentro, e la reazione vincolare, applicata nel vincolo, sono allineate e quindi il rettangolo resta in equilibrio.
Se spostiamo il rettangolo facendolo ruotare dalla sua posizione di equilibrio, tende a ritornarvi, perché si genera una coppia di forze che determina una rotazione che tende a riportare il rettangolo in equilibrio stabile.
Equilibrio instabile
Il rettangolo è sospeso ad un vincolo allineato e al di sotto del
baricentro, in equilibrio instabile: spostato dalla condizione di equilibrio ruota e si pone in equilibrio stabile con il vincolo al di sopra del baricentro
Equilibrio indifferente
Il rettangolo è in equilibrio indifferente perché in qualunque posizione lo si metta resta fermo.
Il vincolo è applicato nel baricentro. La forza peso e la reazione vincolare sono allineate e si neutralizzano.
«Caspita! Ancora una volta le …. frecce!» Nick è proprio contento di aver incontrato questi piccoli indiani che con le loro frecce sono riusciti a spiegare tante cose.
«Vuoi provare tu, ora, a spiegare l’equilibrio dei corpi appoggiati?»
interviene Indy, con i modi di una maestrina in erba.
«Certo, vediamo come me la cavo: prendo un pallone da rugby.
Forza peso e reazione vincolare uguali e contrarie, allineate.
Equilibrio stabile: spostato dalla sua condizione di equilibrio
tende a ritornarvi».
Equilibrio stabile
Equilibrio instabile
«Bravissimo! » i ragazzi in coro!
«Ora prova così! »i ragazzi prendono il pallone da rugby e lo appoggiano sul pavimento dalla punta, certo in equilibrio precario, «Prova ora!»
«Ora l’equilibrio è instabile»,per Nick i corpi appoggiati non hanno più segreti.
«Infatti aggiungiamo le frecce della forza peso e della reazione vincolare
Ora sposto il pallone dalla posizione di equilibrio e vedo che cade in posizione di equilibrio stabile.
Equilibrio instabile
Come sono andato?», Nick è sicuro del risultato positivo!
«Benissimo, sei proprio bravo, te la cavi proprio bene con le …. frecce!Ti promuoviamo "Indiano Onorario" del nostro campo!
Ecco una penna che potrai mettere sul capo, come un indiano
vero!»
«Grazie, amici, è un regalo bellissimo!»
