Chiarimento sulle carrucole

[AnalisiZero]

Ciao,

Vorrei un chiarimento relativo alle leggi di Newton, le carrucole.

Non capisco perché, in un sistema più carrucole ci sono e meno è la forza con cui bisogna tirare l'estremo di una corda per tenere ferma una massa $m$. In particolare non capisco come (ad esempio, nel caso di due carrucole) da una forza con cui tiro la fune si genera una forza doppia che sostiene la massa.
Se possibile sarebbe utile anche uno schema, perché ho difficoltà a capire come la massa è attaccata alla fune. Nel file che ho allegato c'è uno schema trovato su google.

Grazie.

[mgrau]

Devi pensare che una fune ideale, su carrucole ideali, ha una tensione che è la stessa su tutta la lunghezza, e che ogni carrucola mobile (quella di destra nella tua figura) è tenuta su da due rami della fune, per cui la tensione agisce due volte.

[AnalisiZero]

Quello che mi chiedo è: perché la massa è sostenuta anche dalla parte di destra della carrucola mobile? Se io tiro la fune penso che la tensione in quel punto sia diretta verso il basso. Cioè una parte tira su e l'altra parte tira giù, possibile che ci sia una tensione nella parte destra che sto tralasciando?

[Shackle]

Siamo in statica.
Taglia i due fili che sostengono la carrucola mobile , a cui è attaccata la massa di peso $vecP$ . Che devi fare , perchè la carrucola non cada giù ? Devi applicare , ad entrambi gli spezzoni di filo che escono dalla carrucola , una forza $vecT$ diretta verso l'alto , affinché sia soddisfatta l'equazione di equilibrio :

$2vecT + vecP = 0 $

Proietta su un asse $z$ verticale , orientato verso l'alto : $ 2T -P = 0 \rightarrow T = P/2 $ .

Quello che ho descritto è il "diagramma di corpo libero" .

Volevi vedere uno schema pratico ?

Qui ci sono vari tipi di paranchi, costituiti da un bozzello fisso e un bozzello mobile , a una o più carrucole (Il bozzello è l'insieme di una o più carrucole coassiali ; il paranco è il sistema costituito da bozzelli fissi e mobili , collegati da funi ) . Nella immagine di sinistra , hai lo stesso schema da te disegnato , anche se sembra diverso. LA tensione nei fili è metà del peso . In quella di destra, ci sono 4 fili che sostengono il bozzello mobile, dotato di due carrucole : il peso di 100 N si divide ( staticamente!) in 4 tensioni di 25 N ciascuna .

I paranchi si usano correntemente nell'industria , per sollevare carichi . I paranchi industriali sono ovviamente diversi da quelli rappresentati nel link , ma il principio di funzionamento è quello ( salvo a considerare perdite e rendimenti nei casi reali di sollevamento ....ma è tutto un discorso più complesso , da non fare qui ) .

[AnalisiZero]

Quello che non riesco a capire è proprio perché ci devono essere due forze che sostengono la massa. Non dovrebbe bastare una per sostenerla? E anche ammesso che fossero necesarie le due forze: quando tiro la fune, da una parte della puleggia lo tirerei verso l'alto, dall'altra verso il basso perché la forza con cui tiro si propaga nella corda.

[Shackle]

Quello che non riesco a capire è proprio perché ci devono essere due forze che sostengono la massa.

Rileggi bene quello che ho scritto : taglia i due fili che sostengono la carrucola mobile , e mettici le forze... Devo farti il disegnino ? Dovresti farlo tu !

[AnalisiZero]

Ma la massa è attaccata alla puleggia o al filo? Perchè se fosse attaccata alla puleggia inizierei a capire.
In questo caso, che ci debbano essere due forze è chiaro, vorrei solamente capire come si "genera" quella di destra verso l'alto.
Provo a fare un disegno.

[AnalisiZero]

Nei miei appunti ho questo schema:


$vecF$ è la forza con cui tiro la fune, $mvecg$ il peso della massa, e $vecT$ la tensione della corda tesa.
Ora, ciò che non capisco è perchè la forza $vecF$ con cui tiro la fune, non si propaga anche a destra della massa. Cioè non capisco perchè a destra della massa non succeda questo:




Perchè la forza $vecF$ non è presente diretta verso il basso in quel punto a destra? Visto che dovrebbe propagarsi in tutta la corda...

Penso che sia la frase "la forza si propaga nella corda" che non ho chiara, perchè altrimenti il tutto è ragionevole...

[mgrau]

Guarda che la forza con cui tu tiri la fune, e la tensione della fune, sono la stessa cosa.
O piuttosto, come ti diceva Shackle, se tu immagini di tagliare la fune in un punto qualsiasi, devi applicare ai due capi la stessa forza - nei due versi - per tenerli insieme.
Poi, chiedi se la massa è attaccata alla fune o alla puleggia: alla puleggia, certo.

[AnalisiZero]

Guarda che la forza con cui tu tiri la fune, e la tensione della fune, sono la stessa cosa.

Allora mi è ancora meno chiaro. Perchè la tensione a destra è verso l'alto? Perchè non "mantiene" la direzione che do io tirando?