Il momento torcente: perché la maniglia è lontana dai cardini
Per far girare un corpo non basta una forza: conta dove e come la si applica. Il momento della forza, τ = F · b, è il prodotto della forza per il braccio, la distanza dell’asse dalla retta su cui agisce la forza. È il momento, non la forza, che produce l’accelerazione angolare.
Il tuo dispositivo è impostato per ridurre le animazioni, quindi la scena è ferma: premi Avvia quando vuoi vederla in movimento.
τ = I · α
Il braccio b è la distanza fra l’asse e la retta d’azione della forza (la linea tratteggiata). Se la forza è perpendicolare alla porta, b è la distanza del punto di applicazione dai cardini; se è inclinata, b = d sin θ è più piccolo. Una forza diretta verso i cardini ha braccio zero e non fa girare niente.
Il momento torcente τ = F b si misura in N·m. Per le rotazioni fa la parte che la forza fa per le traslazioni: τ = I α, con I il momento d’inerzia della porta (qui 20 kg larga 90 cm: I = ⅓ M L² = 5,4 kg·m²).
Per questo le maniglie sono dal lato opposto ai cardini, le chiavi inglesi hanno il manico lungo e si svita meglio spingendo perpendicolare. Spingendo vicino ai cardini serve una forza molto più grande per lo stesso effetto.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
Percorsi personalizzati di Matematica e Fisica con un docente di ruolo: per capire il perché delle formule, non solo il come si applicano.