Molle in serie e in parallelo

• Molle in serie e in parallelo
• La legge di Hooke e la costante elastica di una molla

Questo paradosso fisico è stato originariamente elaborato da Joel E. Cohen, un matematico applicato della Rockefeller University di New York. L’idea alla base di questa sorprendente dimostrazione è nata dal lungo interesse di Cohen per i modelli matematici di competizione biologica, in particolare quelli che producono risultati controintuitivi.

Per capire se lo stesso tipo di risultato sorprendente potesse verificarsi in un sistema biologico, Cohen ha iniziato cercando un analogo meccanico del paradosso del traffico, arrivando così alla configurazione composta da corda e molla.

In effetti, è piuttosto semplice costruire un modello funzionante di un apparato del genere utilizzando spago, elastici e una brocca di plastica parzialmente riempita d’acqua come peso.

Di fronte alla configurazione iniziale composta da molla e corda, la maggior parte delle persone tende a ipotizzare che il peso diminuisca. Pochi prevedono automaticamente che il peso aumenti, a meno che non abbiano già risolto il problema o lo abbiano già visto in precedenza. Solo quando si conosce la risposta, questa diventa “ovvia”. Non ci si può affidare all’intuizione a meno che questa non includa già una comprensione delle molle disposte in serie e in parallelo.

Nella posizione iniziale le due molle sono collegate in serie e ciascuna di esse subisce una forza di peso pari a mg.

Quando le molle sono collegate in parallelo, si ottiene che la forza totale F applicata all’intero sistema si suddivida tra le due molle nelle componenti F1 e F2, che producono lo stesso allungamento xp su entrambe le molle.

• Molla in acciaio con indicatore — MEC-017
• Bilancia a doppia scala, serigrafata — MEC-002

• Qual è la principale proprietà fisica che influenza la costante elastica k?
• Come viene definita fisicamente l’elasticità?