Engineering
Giogo scozzese
Fai girare un giogo scozzese e un manovellismo di spinta con la stessa manovella: corse uguali, ma solo il giogo si muove come un coseno puro. Accorcia la biella e guarda crescere la differenza; carica le uscite e confronta la coppia sulla manovella.
Cosa succede
Un albero a gomiti muove due uscite. Davanti, il perno di manovella porta un pattino che scorre in una cava rettilinea del giogo: x₁ = r cos θ, un moto armonico puro. Dietro, la stessa manovella muove un corsoio attraverso una biella di lunghezza l: x₂ = r cos θ + √(l² − r² sin²θ), spostato e distorto dall’oscillazione della biella. Le due corse valgono 2r. Gli indici sulla scala comune mostrano le due posizioni, x₂ misurata a partire da l; la loro differenza cresce quanto più la biella è corta rispetto alla manovella. Aggiungi attrito sulla guida del giogo o del corsoio e confronta la coppia sulla manovella e la forza laterale del pattino nella cava.
Modello: parti rigide unite da perni e guide ideali; l’attrito delle guide è una forza limitata opposta al moto; il motore mantiene la velocità fino alla coppia massima. Niente gioco o attrito nei perni e nella cava.
Da provare
Confronta i due indici sulla scala comune, poi accorcia la biella e ripeti.
Equazioni del modulo
Equazioni x₁ = r cos θ x₂ = r cos θ + √(l² − r² sin²θ) x₂ − l − x₁ ≈ −r² sin²θ / (2l)
