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Spiegazione e schema delle configurazioni in equilibrio
Torniamo ora alla tazzina, alla patata e al pupazzo in equilibrio.
Quale spiegazione possiamo dare?
L'equilibrio della patata è merito delle due forchette.
Infatti
le due forchette spostano il baricentro della patata al di sotto del
punto di appoggio, cioè del punto di contatto fra la patata
e il
filo. Ogni situazione in cui il baricentro è al di sotto del
punto di appoggio, è una situazione tendenzialmente stabile.
Possiamo infatti immaginare che tutto il peso del sistema
patata+forchette sia concentrato nel baricentro. Spostando il sistema
da questa posizione di equilibrio, esso tenderà
spontaneamente a
ritornarci. Ciò avviene perché in
queste condizioni
una componente della forza peso (in rosa nella Figura) agisce per il
sistema come forza di richiamo verso la posizione di equilibrio, mentre
l’altra componente (in rosso) è bilanciata dalla
reazione
vincolare tra filo e patata (in verde). Anche le altre configurazioni
sono spiegabili in modo simile e schematizzate così:
Schema del
sistema
patata+forchette su un filo in equilibrio (a sinistra) e fuori
dall’equilibrio
(a destra). La forza peso del sistema è applicata al
baricentro che si trova al
di sotto del punto di contatto tra la patata e il filo dove viene
applicata la
reazione vincolare.
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