Attrezzi e dispositivi di uso quotidiano
di Silvia Pugliese Jona

Leve che girano in tondo - Passaverdura

Cosa osservare, cosa fare

a) Forma e funzionamento
- Manico: tenuto saldamente in mano, serve per stabilizzare il dispositivo durante l’uso.
- Contenitore: dotato di agganci interni per rendere solidale il meccanismo
- Manovella: interagisce, in corrispondenza del pomolo, con la mano di chi lo usa.
- Paletta: raccoglie il cibo e lo incunea contro la griglia
- Asse di rotazione: fa pezzo unico con la manovella e la paletta ed è imperniato al contenitore nei punti A (alto) e B (basso).
- Molla: comprime la paletta contro la griglia.
- Griglia: sminuzza il cibo.
- Tre bracci orizzontali a 120° per appoggiarlo su un recipiente.
La paletta, messa in rotazione tramite la manovella, raccoglie il cibo, lo trascina e lo comprime contro la griglia dove viene sminuzzato, passato attraverso i fori e espulso nel recipiente sottostante.

b) Forze.
Il meccanismo interno è composto dall’insieme manovella-asse di rotazione-paletta. Il meccanismo interagisce in alto con la mano dell’operatore, in basso con il cibo sottostante e, tramite i supporti dell’asse di rotazone, con il contenitore.
L’operatore esercita sul pomolo una forza FA in verso orario, di valore variabile ma costantemente perpendicolare al braccio bA.

Grazie all’attrito tra paletta e cibo, tale forza è trasferita come FB al cibo, con ugual verso e maggiore intensità. In risposta, la paletta “sente” la resistenza -FB, il cui effetto rotatorio in figura è antiorario. La posizione del punto B dove sono applicate FB e -FB è difficilmente determinabile e può cambiare da istante a istante, ma è intuibile che B debba essere nella zona in cui la distanza tra paletta e griglia è minore e la compressione del cibo maggiore. Nella figura, per semplicità, si suppone che B sia sul bordo della paletta.
L’asse di rotazione funge da fulcro. In alto preme lateralmente sul suo supporto con una forza pari a FA ed è quindi sottoposto a una forza uguale a -FA. In basso preme lateralmente sul supporto con una forza pari a -FB ed è sottoposto a una forza uguale a FB. Le due forze che agiscono sull’asse in alto e in basso sono dirette in versi opposti e tendono a inclinarlo rispetto alla verticale, in direzioni che variano lungo il giro. Se il passaverdura preme fortemente sul recipiente sottostante le forze che tendono a farlo oscillare vengono scaricate sul recipiente: il compito principale della mano che tiene il manico è quindi di esercitare la necessaria pressione verso il basso.

c) Misure
- Raggi superiore e inferiore del contenitore a tronco di cono.

d) Calcoli
Le forze FAe FB sono praticamente impossibili da misurare. Ciononostante, con ipotesi ragionevoli sui loro punti di applicazione, il rapporto tra le loro intensità è (approssimativamente) calcolabile.
Se le forze alla paletta agiscono in un punto situato circa a metà del raggio della griglia, quanto valgono:
- i rispettivi bracci bAe bB?
- il loro rapporto FB/FA?
- il rapporto tra le circonferenze percorse dai loro punti di applicazione a ogni giro?

Conoscendo i rapporti tra le forze agenti sul meccanismo rotante e i rapporti tra le circonferenze percorse dai loro punti di applicazione si possono confrontare i lavori compiuti. Infatti le forze si spostano mantenendosi tangenti alle rispettive circonferenze: le loro direzioni coincidono sempre con le direzioni dei loro spostamenti.
- Come si confrontano le grandezze dei lavori compiuti?
- Quali forze compiono lavoro motore?
- Quali forze compiono lavoro resistente?
- Com’è il flusso dell’energia in questo dispositivo?

Nota: Le forze che la mano applica al manico compiono pochissimo lavoro: perché? Ciò non significa che la mano non si affatichi: perché?