Il giardino di Archimede
 Il giardino di Archimede
 Un museo per la matematica


Curve e meccanismi

F. Conti


(dal catalogo della mostra)



Cosa è un meccanismo?

Il problema del moto rettilineo senza parti striscianti

Il meccanismo di Watt

Il meccanismo di Tchebycheff

L'inversore di Peaucellier

Il biellismo di Hart

Curve, biellismi e profili

Il quadrilatero articolato e alcune applicazioni






Curve, biellismi e profili   


Curve algebriche e biellismi

Nel 1875 Kempe ha dimostrato che qualsiasi curva algebrica può venir tracciata con un biellismo. Ma anche per una curva semplice come una conica il meccanismo può essere molto complicato.
Nel movimento di una porta basculante, come sono quelle di molte autorimesse, il punto X descrive una ellisse, ma sarebbe fuor di luogo sostenere che il meccanismo è stato realizzato per questo.

Profili e curve

Al contrario capita talvolta in tecnologia che sia il profilo di una certa curva a determinare le funzioni di un meccanismo. E' il caso di tutti i congegni basati su sistemi a camma e punteria.
Basti un solo esempio: per avvolgere un filo in modo uniforme su un rocchetto occorre che la guida che indirizza il filo si muova con velocità costante (alternativamente da destra a sinistra e da sinistra a destra). Se si usufruisse del più semplice meccanismo ipotizzabile, con una guida del filo che si muove di moto circolare uniforme, la proiezione di detta guida sull'asse del rocchetto (cioè la posizione del filo che si avvolge) si muoverebbe di moto armonico, depositando molto più filo alle estremità che non al centro.
Una soluzione al problema si ottiene usando la spirale di Archimede. Questa è una curva i cui punti P hanno la seguente proprietà: la loro distanza da un punto fisso O cresce proporzionalmente all'angolo formato dal segmento PO con una fissata semiretta OA di riferimento. E' una curva che si incontra sovente in oggetti di uso quotidiano (i nastri magnetici, i rotoli di fune, le decorazioni di certi dolci,...).
Usando una camma formata da due "spezzoni" della spirale di Archimede si riesce facilmente a risolvere il problema di avvolgere il filo uniformemente. Questa è la soluzione universalmente adottata nelle macchine da cucire per avvolgere la "bobina".




 

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