Equilibrista
apparato per mostrare le proprietà del centro di massa
Numero di inventario:
Costruttore: Istituto di Fisica, UniPa, ca. 1980
Materiali e componenti: acciaio
Dimensioni: 18 x 18 x 18 cm; diametro sfere 30 mm
Descrizione e caratteristiche fisiche
Un treppiedi sostiene un manubrio ricurvo di acciaio fissato a un piccolo asse verticale, che imita una statuetta stilizzata. Agli estremi del manubrio sono saldate due sfere di acciaio brunito. L'asse verticale a punta poggia sul treppiedi e può muoversi liberamente. Esso non cade pur essendo posto su una punta metallica. Infatti, grazie al manubrio, il baricentro (centro di massa) del sistema rimane sempre al di sotto del suo punto di appoggio sul sostegno.
Oltre allo studio delle proprietà del centro di massa del sistema e di come questo porti a un equilibrio stabile, questo apparato consente di studiare il moto moto dei corpi rigidi, dall'osservazione delle oscillazioni attorno alla posizione di equilibrio. Un esame più attento di queste oscillazioni consente di approfondire la dinamica di corpo rigido (Turner, 1987).
Notizie storiche e uso dello strumento
Questo apparecchio è descritto dall'abate francese Jean-Antoine Nollet (1700 - 1770) nelle Leçons de physique expérimentale (Paris, 1743 - 1748) come introduzione allo studio delle leve ed è anche utilizzato per illustrare la condizione di equilibrio stabile. Nel trattato di Ganot del 1863 è riportato:
"Come esempio d'equilibrio stabile, si costruiscono figurine d'avorio (v. figura), che si fanno star ritte su di un piede, caricandole di due palle di piombo collocate si basso che, in tutte le posizioni, il centro di gravità g delle palle e delle figurine si trovi al di sotto del punto d'appoggio."
Su questo principio erano basati piccoli giocattoli con equilibristi o giocolieri, molto popolari in passato e comunemente riproposti ancora oggi, non solo con personaggi ma anche con figure di animali.
Bibliografia & sitografia
Ganot A. (1863). Trattato elementare di fisica sperimentale ed applicata. Pagnoni Editore XVII Ed., Milano, pag. 23
Turner R. C. (1987). Toys in physics teaching: Balancing man. American Journal of Physics, 55, pag. 84, aapt.scitation.org/doi/10.1119/1.14976
Museo Galileo di Firenze: Equilibrio stabile, catalogo.museogalileo.it/oggetto/ApparecchioMostrareEquilibrioStabile.html
WikipediA: Mechanical equilibrium, en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_equilibrium
YouTube: Kyle’s Kinetics, Seat-less unicyclist, youtu.be/nR_ZMQpWkU0
