Attrezzi e dispositivi di uso quotidiano
di Silvia Pugliese Jona

Leve che girano in tondo - Momento di una forza o momento di una coppia?
Due rappresentazioni a confronto

L’equilibrio di un righello infulcrato può essere interpretato in termini di uguaglianza di momenti contrapposti di forze o in termini di uguaglianza di momenti contrapposti di coppie di forze.
Il secondo modo non è sostanzialmente più difficile da capire del primo e offre il vantaggio didattico di costringere a tener conto della reazione del vincolo. Si illustrano qui di seguito
- le due rappresentazioni,
- due modi di presentare i relativi ragionamenti geometrici.

1) Interpretazione in termini di momenti delle forze
Le figure a) e b) sono rappresentazioni schematiche ma “realistiche” delle situazioni di equilibrio di un righello infulcrato nel baricentro in posizione orizzontale e inclinata. Le figure c) e d) sono rappresentazioni “scientifiche” delle due situazioni. La figura e) mostra come inclinando il righello le rette d’azione delle forze peso dei carichi si avvicinano al fulcro ma il rapporto dei loro bracci si mantiene inalterato. Perciò i momenti delle forze, pur diminuendo entrambi di valore, rimangono uguali tra loro. In tutte le figure le unità di misura delle forze sono in “pesetti” e le unità di misura dei bracci sono in “distanza tra i ganci”.
Nelle figure c) e d) le forze peso (che in pratica possono essere sostituite da forze qualsiasi, per esempio esercitate da due persone che premono con un dito una da un lato e l’altra dall’altro del righello) sono rappresentate in scala da vettori di lunghezza opportuna. È anche rappresentata la parte di forza verso l’alto esercitata dal perno sul righello (reazione vincolare) che serve a sostenere le forze F1 e F2 e il peso del righello (non rappresentato. Per esempio se il righello pesasse come 8 pesetti, la reazione vincolare complessiva varrebbe 11 pesetti).  

2) Interpretazione in termini di  momenti di coppie di forze

2a) Equilibrio indifferente di un righello infulcrato nel baricentro.

2b) Interpretazione dell’equilibrio stabile di un righello infulcrato sopra il baricentro.