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I VINCOLI MECCANICI

DEFINIZIONE
Vincolo è qualunque cosa capace di limitare i movimenti(a) delle masse.
ESEMPI
Il tavolo che sostiene il libro è un vincolo. Il cavalletto che sostiene la trave sulla quale si trova il muratore è un vincolo; ma la stessa trave è anche un vincolo rispetto al muratore. In generale tutto ciò che sostiene qualcosa è un vincolo: nel caso di una automobile la strada rispetto alle ruote, le ruote rispetto al telaio, il telaio rispetto al passeggero, il passeggero rispetto al suo cappello, ecc.
Noi ci occuperemo di particolari vincoli dotati di particolari caratteristiche.
VINCOLI MECCANICI
Ci occuperemo di 4 vincoli agenti sul piano: 1) incastro (rappresentato da un chiodo piantato in un muro); 2) cerniera fissa (rappresentata da uno dei cardini che sostengono le porte); 3) appoggio semplice (rappresentato da un cavalletto da muratore); 4) appoggio con carrello (rappresentato dal cavalletto munito di ruote).
Tali vincoli però godono di alcune proprietà: a) sono puntiformi; b) sopportano qualunque azione; c) sono bilaterali, cioè impediscono il movimento(b) nei due versi(c) possibili su un piano. Queste proprietà rendono i calcoli più facili e immediati al momento del progetto iniziale; ci sarà poi una seconda fase nella quale si terrà conto della reale forma e dimensione dei vincoli (calcolo dei vincoli reali i quali hanno tre dimensioni ben definite).
I vincoli si contano tante volte quanti sono i movimenti impediti: a) incastro 3 vincoli, poichè impedisce 3 movimenti (il chiodo, senza uscire da un piano che contiene il suo asse, non può nè traslare nè ruotare); b) cerniera 2 vincoli (la porta può solo ruotare); c) appoggio e carrello 1 vincolo (sul cavalletto è possibile una traslazione e la rotazione).


Vincoli meccanici

Naturalmente in realtà i vincoli sono più numerosi: ad esempio c'è la slitta, rappresentata dalla guida che permette alle saracinesche il solo movimento verticale.
LE REAZIONI
La presenza dei vincoli fa nascere delle forze, dette reazioni, che rappresentano la capacità del vincolo ad impedire il moto. In realtà affinchè ci siano delle reazioni occorrono tre condizioni(d): 1) ci siano dei vincoli; 2) sui vincoli ci siano delle masse; 3) sulle masse agiscano delle forze.
Il caso più semplice di massa vincolata da noi considerata è la trave, cioè un solido di un dato materiale che ha una dimensione maggiore delle altre due: il manico della scopa è una trave.

a) I movimenti di una massa sono traslazioni (moto rettilineo) e rotazioni (moto curvilineo).
b) Movimenti: nel piano si possono definire tre movimenti: 1) traslazione orizzontale; 2) traslazione verticale; 3) rotazione.
c) Destra - sinistra; su - giù; oraria - antioraria.
d) Ciò discende direttamente dal principio di causa ed effetto.