Da qualche mese, appaiono in internet, filmati che mostrano sorprendenti manufatti che utilizzano l’energia accumulata in una molla, capace di restituire più energia di quella accumulata; personalmente dubito che sia possibile ottenere un movimento continuo utilizzando due sistemi di accumulo come la molla e il volano.
https://it.wikipedia.org/wiki/Molla
https://it.wikipedia.org/wiki/Legge_di_Hooke
Probabilmente molti di voi, se siete miei coetanei, da bambini, vi sarete divertiti con le automobiline con un motore a molla, senz’altro vi ricorderete che bisognava ricaricare la molla, perché dopo un breve tragitto, l’energia conservata nella molla si esauriva; anche per i più giovani tra voi, con i giocattoli funzionanti con le pile,sanno che qualora le pile si fossero scaricate,devono esser ricaricate o sostituite.
Lo scopo di questa documentazione è di illustrare l’utilizzo di un software di simulazione della fisica della meccanica, dell’ottica, dei fluidi e del magnetismo, prodotto dalla società
https://www.algoryx.se/#products-frontpage-sectionalgoryx-momentum
la società produce anche ”algodoo” il software gratuito scaricabile tramite il seguente link:
Costruzione
- Utilizzare la forma del cerchio Algodoo
- per creare il centro del volano e la massa del volano.
- Disegnare il centro del volano e la parte esterna della massa rotante, sovrapponendo le forme per determinare l’ingombro generale.
- Con lo strumento selezione spostare la massa del volano sotto la forma centrale.
- Con lo strumento booleano “taglia”, sottrarre il cerchio centrale al cerchio sottostante.
- Con lo strumento “ridimensiona”, rimpicciolire il cerchio esterno e sovrapporlo al centro interno, aiutandovi con lo strumento “aggancia alla griglia”.
- Con lo strumento “Collisione “, assicurarsi che le due forme non si respingano a vicenda.
- Unire le due forme con lo strumento “fissare”.
- Aggiungere un “centro di rotazione” al cerchio centrale.
- Provare se le due forme sono libere di girare insieme rimanendo agganciate allo sfondo e non cadere verso il basso a causa della forza di gravità.
spostare la massa del volano sotto la forma centrale
Volano con il comando CUT, sottraggo la forma centrale da quella esterna.
Volano
- Unire le due forme con lo strumento “fissare
fissare
Determinazione delle masse del volano
Utilizzando lo strumento “Material”, è possibile assegnare una massa differente per il volano e il centro.
Volano 10 Kg.
Centro 1 Kg.
Costruzione della struttura di supporto delle molle.
- Con lo strumento di disegno “quadrati”, costruire la cornice esterna per l’aggancio delle molle.
- Utilizzando il metodo descritto per la costruzione del volano e del centro di supporto del volano; costruire il quadrato esterno e il quadrato centrale sovrapponendo le due forme, quindi sottrarre il quadrato piccolo da quadrato grande utilizzando il comando booleano “taglia”.
- La cornice, dovrà essere centrata e posizionata esternamente al volano, aiutandovi con la funzione “aggancia alla griglia”.
- Fissare i punti di riferimento per il fissaggio delle molle.
Caratteristica delle molle.
Damping: Smorzamento della molla per perdita di energia.
Spring costant: è la misura della rigidità della molla(legge di Hook).
Dopo aver ancorato la molla ai punti di aggancio proposti, è necessario definire le caratteristiche della molla.
Spinta di rotazione del volano.
È possibile far ruotare manualmente il volano, ma è preferibile utilizzare il “Thruster”, attivato tramite l’assegnazione di un tasto della tastiera; premendo il tasto si attiverà la spinta, rilasciandolo si disattiverà.
La forza di spinta da assegnare al Thruster, dipenderà dal peso del volano.
energia conservata in una molla
Questo è il menu principale che permette di aprire, salvare e impostare algodoo
i comandi di Algodoo
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Forme importabili nel vostro progetto
Lezioni per imparare ad usare Algodoo
Menu selezione degli attributi per definire gli oggetti creati; tipo di materiale, colore e parametri fisici.
Menu operativo.
Disegno a mano libera
sposta
Ruota
Taglia
Seleziona
Ridimensiona
Cancella
Disegna ingranaggio
Disegna cerchio
Disegna una catena
Disegno con pennello
Disegna poligono
Disegna quadrato
Crea un piano
Disegna una molla
aggiungi un asse di rotazione
disegna un laser
Aggiungi le Texture
Fissa un oggetto a quello sottostante
Aggiunge un propulsore all’oggetto.
Disegna la traccia che fa il movimento dell’oggetto
Menu esecutivo e impostazione sfondo.
Velocità di simulazione fino a 10 x
Il menu GRID, permette di impostare la griglia di disegno e impostare l’aggancio degli oggetti alla griglia( snap to grid).
Zoom Sposta
Indietro Avvia simulazione ripeti
Gravità frizione/galleggiamento
Menu EDIT
Cancella
Seleziona
Clona
Specchia
Collisione
Azioni geometriche tra gli oggetti
Loser: rilascia le interazioni
Add axle: aggiunge un asse centrale di rotazione
Add center thruster: aggiunge un motore al centro.
Gearify: aggiunge i denti di un ingranaggio.
Combina le forme
Taglia
interseziona
sottrai
aggiungi
Costruzione del punto di ancoraggio delle molle.
Per costruire il punto centrale dove fissare le molle, è necessario utilizzare una forma di disegno che permetta di ottenere dei punti di riferimento simmetrici.
Userò il comando “disegno di ingranaggi”, utilizzando il numero dei denti per definire la forma; nel nostro caso, poiché vogliamo utilizzare 4 molle, il numero dei denti dell’ingranaggio, dovranno essere quattro.
Collegamento delle molle al collo d’oca
Vista anteriore del collo d’oca
Ad ognuno dei quattro denti fisserò un cerchio per facilitare il punto di aggancio delle molle, o, in alternativa, unirò i quattro cerchi all’ingranaggio, utilizzando la funzione Booleana “aggiungi”, aggiungendo un centro di rotazione se necessario.
Questa è la posizione di equilibrio a cui tornerà, sempre, quandi il sistema avrà esaurito l’energià della spinta iniziale.
Vista tridimensionale dello “Spring Motor”
Nel caso si desiderasse simulare un collegamento di 4 molle a un collo d’oca, poiché “Algodoo”, è un programma bidimensionale, sarà è necessario visualizzare il collo d’oca visto dal davanti.
l’aspetto sarà quello visibile nell’immagine; le quattro molle si agganceranno ai 4 vertici.
Per simulare che le quattro molle non si tocchino, si utilizzerà la funzione “intersezione”, scegliendo
L’opzione “Uncheck all”; è opportuno posizionare gli oggetti su Layer diversi.
Test di simulazione.
Riccardo Monti