Engineering
Sollevatore a forbice
Solleva la piattaforma con una, due o tre forbici e osserva il tiro della vite: è massimo nella posizione più bassa e cala man mano che i bracci si alzano. Sposta il carico lungo la piattaforma: il tiro resta lo stesso, cambia solo il modo in cui il perno e il rullo sotto la piattaforma si ripartiscono il carico.
Cosa succede
Ogni forbice è formata da due bracci incrociati di 0,8 m incernierati a metà; le forbici sono incernierate una sull’altra alle estremità. La forbice inferiore poggia a sinistra su un perno fisso e a destra su un carrello che una vite trascina lungo la base; la forbice superiore porta la piattaforma con un perno a sinistra e con un rullo sotto la piattaforma a destra. Se il carrello viene tirato verso l’interno di Δx, la piattaforma sale n volte tanto quanto salirebbe con una sola forbice: si trova all’altezza h = n·a·sin θ.
La vite fornisce man mano il lavoro di sollevamento, quindi il suo tiro è il peso moltiplicato per la salita della piattaforma per unità di corsa del carrello: F = (W·n + m·g·n²)·cot θ, dove W è il peso del carico e della piattaforma e m la massa di un braccio. È massimo nella posizione più bassa – con 100 kg, due forbici richiedono 9,37 kN a 15°, 4,35 kN a 30° e 2,51 kN a 45°; tre forbici 14,5 kN a 15°. Spostare il carico lungo la piattaforma non cambia nulla di tutto ciò: solo il perno e il rullo sotto la piattaforma si ripartiscono il peso in modo diverso, secondo la legge della leva.
Modello: bracci, piattaforma e carrello rigidi su giunti rotoidali, un vincolo per il rullo sotto la piattaforma e una guida per il carrello; la vite è un azionamento in velocità con un limite di forza. Il carico è un peso applicato alla piattaforma. Niente attrito.
Da provare
Con due forbici, solleva partendo dal basso e guarda il tiro della vite calare. Poi porta il carico all’estremità della piattaforma: il tiro resta, il rullo ne prende di più.
Equazioni del modulo
Equazioni h = n·a·sin θ F = (W·n + m·g·n²)·cot θ F_roller·b = W·(b/2 + x) W_F = ΔE_p
