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Concetti Chiave

  • Un'asta uniforme con peso P e lunghezza l è appoggiata su un tavolo, con un'estremità che sporge di lunghezza d.
  • Per calcolare il peso del segmento sporgente, si moltiplica il peso totale P per d/l, ottenendo il peso Pd/l.
  • Il peso del segmento sul tavolo viene calcolato come P(l-d)/l, seguendo lo stesso procedimento.
  • Per mantenere l'equilibrio, il momento risultante deve essere nullo, considerando i centri di massa a metà dei segmenti.
  • La massima distanza d per cui l'asta resta in equilibrio è data dalla formula d = Pl/(2F + 2P).

{etRating 4}

Un asta uniforme di peso

[math]P[/math]
e lunghezza
[math]l[/math]
è appoggiata su di un tavolo con un estremità  che sporge di una lunghezza
[math]d[/math]
.Si applica una forza
[math]F[/math]
su questa estremità . Qual è la massima distanza
[math]d[/math]
che si può avere, senza che si alteri l'equilibrio?

Immaginiamo questa asta, lunga

[math]l[/math]
, sporgente di una lunghezza
[math]d[/math]
, quindi la parte che sta sul tavolo è lunga
[math]l-d[/math]
.

Ora calcoliamo il peso delle due parti, sapendo che l'asta è uniforme.

Per trovare il peso di

[math]d[/math]
, dividiamo il peso dell'asta, che vale
[math]P[/math]
, per la lunghezza totale, poi moltiplichiamo per la lunghezza che ci interessa, in questo caso
[math]d[/math]

Otterremo quindi che il pezzo sporgente pesa

[math]Pd/l[/math]
.

Il pezzo che non sporge invece peserà 

[math]P(l-d)/l[/math]
(stesso ragionamento).

Ora imponiamo che siano soddisfatte le condizioni di equilibrio.

Il tavolo eserciterà  sicuramente una forza di reazione, ciò che in questo problema interessa è che il momento risultante sia nullo, ovvero

[math]sumvecM=0[/math]

Ricordiamo che possiamo immaginare il peso dell'asta come tutto concentrato nel centro di massa, che si trova a metà  della lunghezza considerata, ovvero i bracci risulteranno pari a

[math]d/2[/math]
e
[math](l-d)/2[/math]
.

Scegliamo come perno il confine del tavolo.

Avremo

[math](P \cdot (l-d)/l) \cdot (l-d)/2=F \cdot d + (Pd/l) \cdot (d/2)[/math]

Ora risolviamo rispetto a d

Sviluppando, si ottiene

[math]d= Pl/(2F+2P)[/math]

FINE

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