Descrizione Vetrina <Apparati meccanici>

Apparati da calcolo

L'Analizzatore meccanico delle curve oscillanti⁴⁹⁶ è un esempio abbastanza precoce di macchina da calcolo. È basato sulla analisi periodale sviluppata da Francesco Vercelli attorno al 1914 per studi sulla meteorologia, per mettere in evidenza una periodicità preventivamente scelta.

La macchina a dividere³⁵⁶ lineare veniva usata per incidere segni equidistanti a distanze predefinite per ottenere, in particolare, reticoli di diffrazione e per incidere scale graduate su termometri, su regoli, ecc. Questa macchina è stata ideata e costruita nel laboratorio di Louis Guillaume Perreaux (1816-1889), un geniale ingegnere parigino che ha costruito macchine di precisione di vario tipo e ha inventato il velocipede a vapore, progenitore della motocicletta.

Apparati Meccanici

L'Apparecchio per le figure di Lissajous²⁹⁰ è una variante dell'apparato di Pfaundler e consente di ottenere figure di Lissajous per proiezione. Le curve di Lissajous sono curve piane, costruite come composizione di 2 oscillazioni armoniche perpendicolari. L'aspetto delle figure è molto sensibile al rapporto tra le pulsazioni dei due moti oscillatori.

L’apparecchio consiste di due schermi paralleli fra di loro che possono oscillare lungo assi perpendicolari mossi da una manovella. Due fenditure rettilinee praticate sui due schermi, incrociandosi perpendicolarmente, lasciano passare solo un sottile fascio di luce che crea la figura di Lissajous. La frequenza relativa di oscillazione delle due fenditure può essere cambiata cambiando gli ingranaggi su cui gira la manovella.

Sono esposti alcuni modelli di pendoli:

Trottola d’inerzia secondo Maxwell⁶⁶⁰ questo dispositivo è praticamente uno yo-yo di grandi dimensioni e serve per dimostrare l'inerzia di moto ed il principio di conservazione dell'energia. Su una base rettangolare di metallo con quattro piedini di gomma, è fissato un telaio metallico rettangolare cui è sospeso un piccolo disco d'acciaio. Il disco è sospeso mediante due fili, paralleli e di uguale lunghezza, attaccati alle estremità dell'asse del disco (una barretta di acciaio che passa per il centro del disco), che possono essere avvolti nello stesso verso sull'asse. Lasciando libero il disco ad una certa altezza, i fili si srotolano ed esso acquista energia cinetica, sia di traslazione verso il basso che di rotazione intorno all'asse. Appena i fili sono svolti completamente arrivando all'altezza minima, cominciano a riavvolgersi in senso opposto ed il disco sale verso l'alto, trasformando l'energia cinetica in energia potenziale. Alla posizione di massima altezza l'energia è tutta potenziale, mentre alla minima altezza l'energia potenziale è minima e quella cinetica è massima.

Il Pendolo con doppia massa⁷⁷⁷ è composto da due masse, che possono essere spostate lungo due aste metalliche: veniva usato per studi sul pendolo composto. Variando la distanza fra le masse, varia il momento d’inerzia e quindi il periodo di oscillazione. Per piccole oscillazioni il periodo può essere ricondotto a quello di un pendolo semplice equivalente, mentre per oscillazioni ampie il moto diventa caotico.

Pendolo di Charpy⁷⁷⁸ è stato ideato da Georges Charpy (1865-1945) per misurare in laboratorio la tenacità (resilienza) dei materiali, ossia la capacità di resistere alla rottura a flessione per urto, misurando l'energia necessaria a rompere per urto in un solo colpo il campione in esame. L'apparecchio consiste in una pesante base d'acciaio su cui sono montati un morsetto a ganasce, per tenere saldo il campione di prova, e una colonna metallica. Alla sommità della colonna è agganciato un pendolo, alla cui estremità inferiore è fissato un martello metallico. L’inclinazione del pendolo viene misurata da un goniometro circolare; un fermaglio ne blocca le oscillazioni.

Fissato il campione del materiale tra le ganasce parallele del morsetto, si lascia cadere il pendolo da una altezza tale da rompere con un colpo solo il campione. Dopo l'urto il pendolo risale dall'altro lato a una altezza che è tanto più piccola quanto più resistente è il materiale in esame: la differenza fra le due altezze fornisce la misura della resilienza.

Apparati per forze elettro-magnetiche

Alternatore trifase con movimento a mano⁶⁵⁷

Macchina dinamo-elettrica di Pacinotti⁵⁷⁴

Cerchio di Delezenne con trasmissione a cinghia¹³

Elettrocalamita a ferro di cavallo¹¹⁸ Si tratta di un'elettrocalamita a ferro di cavallo appesa ad un sostegno di ghisa saldamente fissato a un grosso basamento in legno. Il basamento presenta un incavo dove trova posto una grossa sfera di ghisa del peso di 11 kg circa, alla quale è agganciato un listello di ferro. nel testo del Basso\footnote{G. Basso: Sunti di fisica sperimentale, Torino, Derossi, 1876, pag 554}: "...eccitata da un solo elemento Bunsen (f.e.m. di circa 2 V n.d.c.) può sostenere più di un miriagramma" (infatti la massa della sfera di ghisa è di 11 kg circa)

Sono esposti un modello di Orologio elettrico³⁰⁸ a pendolo che può essere collegato con il Contasecondi elettrico³⁰⁹ risalente ai primi anni del ventesimo secolo.