Meccanica - Doppio cono
Paradosso meccanico
Curiosità: altri moti
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Poichè in presenza di moto spontaneo il baricentro del doppio cono deve scende, come spiegato, è grazie alla particolare combinazione dei valori degli angoli d'inclinazione delle guide, di divergenza delle stesse e di quello al vertice del doppio cono se esso sembra andare in salita. Tuttavia è di fatto possibile ottenere altri due tipi di comportamento del solido sulle guide.

In generale il doppio cono, collocato per semplicità a metà di questo particolare piano inclinato, può infatti:
- manifestare il moto di rotolamento nello stesso verso di discesa delle guide (moto classico);
- manifestare il moto di rotolamento con verso opposto rispetto a quello di discesa delle guide (moto paradossale);
- restare fermo, ovunque venga collocato (quiete).

Il primo caso corrisponde a quello secondo cui il baricentro scende nel verso di discesa delle guide. Ciò si verifica se, risalendo il piano, l'asse del solido guadagna in altezza più di quanto perde per lo spostamento dei punti di contatto verso i due vertici del doppio cono. Nel secondo caso, verificato nel costruire lo strumento, il baricentro scende nel verso di salita delle guide e questo perché, come osservato, l'asse del solido guadagna in altezza meno di quanto perde per lo spostamento dei punti di contatto. Chiaramente si ha il terzo caso nel momento in cui il baricentro si mantiene sempre alla stessa altezza rispetto al suolo, cioè quando l'asse del solido muovendosi nel verso della salita guadagna in altezza esattamente tanto quanto perde per lo spostamento dei punti di contatto.

Ora, per variare l'inclinazione delle guide, a parità d'angolo di apertura e di angolo al vertice del cono, si devono necessariamente costruire diverse versioni dello strumento, cosa onerosa. Realizzando invece altri due coni con diverso angolo al vertice si potrebbe certamente mostrare gli altri comportamenti del solido sulle guide. Tuttavia è di difficile realizzazione il cono che sta in quiete. La soluzione più semplice e a "costo zero" è invece quella di agire sull'angolo di apertura delle guide, sganciando il fermo d'ottone che le tiene in posizione.

Avvicinando abbastanza tra loro le due guide e tenendole poi fisse con una mano, si può allora osservare come il doppio cono vi rotoli sopra senza sorprese, cioè scendono lungo di esse con il classico comportamento dei corpi sul piano inclinato. Andando poi ad allontanare gradualmente le guide tra loro, per tentativi si riesce a trovare la condizione di apertura in cui il baricentro del doppio cono resta sempre vincolato a muoversi su una retta orizzontale, con la conseguenza che dovunque si posizioni il corpo sulle guide esso resterà fermo in una condizione che tecnicamente si chiama di equilibrio indifferente.