Atwood's Machine

Tramite questo blog si intende ripercorrere la storia, le funzionalità e le caratteristiche della Macchina di Atwood, tramite dei post tematici.  Il punto di partenza dello studio è stato quello di analizzare il significato intrinseco del nome dell’oggetto (step 1) , che rimanda chiaramente al nome dell’inventore (step 9) . In seguito, si sono definite le caratteristiche fisiche dell’oggetto tramite un’analisi di alcuni modelli di macchine di Atwood (step 2) , dei materiali che caratterizzano questo strumento (step 8) , come il legno, ma anche dei componenti, tramite una prima definizione di un glossario (step 3) , ma anche tramite un’immagine esplosa (step 16) di tutti i componenti e le strutture interne. Oltre alla rassegna dei materiali e dei componenti dello strumento, è stata fatta una rassegna di costruttori di alcuni degli esemplari conosciuti (step 11) . Il tutto è stato completato da un post che riguarda le modalità di utilizzo dello strumento (step 22) e da una mappa c...

Un nesso tra il mondo della chimica e la macchina di Atwood è riconducibile al materiale di cui lo strumento è composto. Come si legge nello step 8 , il materiale ricorrente un po' in tutti gli esemplari di questo strumento è sicuramente il legno. Nel mondo della chimica, il legno è composto da unità strutturali, ossia le cellule, disposte longitudinalmente rispetto al tronco e composte da carboidrati complessi come cellulosa, lignina, emicellulosa e sostanze pectiche. La cellulosa è un idrato di carbonio a struttura polimerica costituito da diversi monomeri di glucosio. La lignina è un polimero aromatico detto fenilpropano che ha la funzione di irrigidire le pareti della cellula. Infine, l'emicellulosa è un glucido polimerizzato che ha la una struttura  simile alla cellulosa e trattiene sia il glucosio che altri tipi di zuccheri. Fonte:  https://crealarte.wordpress.com/2019/02/13/composizione-chimica-e-proprieta-del-legno/

Attraverso l'ausilio di Google Books Ngram è possibile definire la storia delle parole che riguardano la Macchina di Atwood: https://books.google.com/ngrams/graph?content=atwood%2Cpulley%2Cmoto%2C+masse%2C+esperimento&year_start=1800&year_end=2019&corpus=26&smoothing=3&direct_url=t1%3B%2Catwood%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cpulley%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cmoto%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cmasse%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cesperimento%3B%2Cc0#t1%3B%2Catwood%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cpulley%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cmoto%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cmasse%3B%2Cc0%3B.t1%3B%2Cesperimento%3B%2Cc00

Manuale d'uso della Macchina di Atwood (relativamente all'utilizzo dello strumento per la misurazione del moto uniformemente accelerato): 1. Posizionare su uno dei due corpi una massa leggermente superiore all'altro e osservare il fenomeno. Il grafico mostra un diagramma orario ottenuto con le due masse pari a 100 g e 110 g: questo sembra che mostri una dipendenza quadratica della posizione dal tempo.

Nonostante non siano stati trovati dei marchi contenenti precisamente la Macchina di Atwood, si individua comunque la presenza della carrucola semplice, come di evince dall'immagine sotto riportata. Fonte:  https://www.freelancer.pk/contest/Design-a-logo-for-a-towing-company-1527739-byentry-29141274?w=f&ngsw-bypass=

Il princiio di funzionamento della Macchina di Atwood, nonché quello di una carrucola semplice, è stato anche rappresentato, in passato, sui francoblli. L'immagine rappresente è una raccolta di Francobolli sul "Venticinquesimo anniversario della sollevazione nazionale" e risale al 1961, relativamente al contesto della Guerra civile spagnola. Il francobollo che rappresenta una carrucola è quello dal valore di 8 pesetas. Fonte:  https://filateliaestoria.weebly.com/blog/lo-scoppio-della-guerra-civile-spagnola

  L'immagine in questione rappresenta le singole componenti di un esemplare di Macchina di Atwood, nello specifico l'apparecchio cod. 8107 dell'azienda Optika Science Group. Fonte:  https://www.optikascience.com/optikascience/product/1437-macchina-di-atwood/#1564386427050-49b89b39-3bcea404-0440

 

Il manifesto pubblicitario riportato in figura costituisce una stampa di misura 11x14 pollici e rappresenta una pubblicità di steampunk di olio per ingranaggi e pulegge.  fonte: https: //www.etsy.com/it/listing/267335588/steampunk-dieselpunk-art-stampa

Bibliografia 1. George ATWOOD, A Treatise on the Rectilinear Motion and Rotation of Bodies, Cambridge University Press (1784). 2. S. ESPOSITO e E. SCHETTINO, "Spreading Newtonian Philosophy with Instruments: The Case of Atwood's Machine", Advances in Historical Studies Vol.3, No,.1, pag 68-81 (2014). 3. T. B. Jr. GREENSLADE, "Atwood's Machine", Phys.Teach. , 23, 24-28 (1985) 4. M. LO PRESTO, "Another look at Atwood's machine", Phys. Teach. 37, pag. 82-83 (1999). 5. A. CRISTALLINI, "Una macchina asintotica", Giornale di Fisica LIV n. 4, 323-334 (2013). Copertina del libro   A Treatise on the Rectilinear Motion and Rotation of Bodies, di George Atwood   

Effettuando una ricerca sull'iconografia antica e contemporanea della macchina di Atwood, emerge che non vi sono dei simboli o delle icone che in passato hanno rappresentato questo strumento. Infatti, la tendenza era quella di disegnare lo strumento nella sua interezza e con un maggior numero possibile di dettagli, in modo tale da facilitare, a chi ne competeva, la realizzazione.  Oggi, la macchina di Atwood viene studiata nelle scuole, e su questa si basano numerosi esercizi applicativi. Per tale motivo, vi è la tendenza a rappresentare in modo semplice e quasi iconografico questo strumento ( figura 1 ) f igura 1 - esempio di come, spesso, viene rappresentata il modello della macchina di Atwood sui libri scolastici fonte:  https://www.reccom.org/2019/06/16/fisica-come-misurare-laccelerazione-di-due-masse-collegate-da-una-stringa/ Se si immagina di voler rappresentare lo strumento in questione in modo iconografico, si possono associare delle icone in bianco e nero che rapprese...

Il modello più semplice della macchina di Atwood è costituito da due masse appese alle estremità di un filo inestendibile e di massa trascurabile che passa sopra una puleggia di raggio R libera di ruotare attorno al proprio asse orizzontale con attrito trascurabile. Con questa disposizione, imprimendo a una delle due masse un impulso si otterrebbe un moto uniforme se nessuna resistenza intervenisse a modificare la velocità. Figura 1  Fonte:  http://www.fisica.uniud.it/irdis/Meccanica/pdf/Atwood%20LFNS.pdf

Sebbene l'invenzione dello strumento risalga al 1784, come si evince da " A Treatise on the Rectilinear Motion and Rotation of Bodies " di George Atwood, MA, FRS (Cambridge, 1784) , la sua prima realizzazione, oltre quella dell'Atwood, è riconducibile ai primi anni del 1800.  Di seguito, una rassegna di alcune macchine di Atwood realizzate nel corso del tempo:  figura 1   (85 x 85 x 298) -  Fonte:  https://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/museo/Meccanica/atwood.html figura 2 -  Fonte:  https://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/museo/Meccanica/batacchio.jpg figura 3  Fonte:   http://www.fondazionegalileogalilei.it/museo/collezioni/strumenti_scientifici/meccanica/schede_meccanica/macch_atwood.html figura 4 -  Fonte: http://95.110.231.234/fisica/index.php/strumenti/meccanica/168-Macchina%20di%20Atwood

Relativamente all' etimologia , il nome dello strumento in questione si compone di due parole: "macchina": << màcchina (ant. mòchina ) s. f. [dal lat. machina , che è dal gr. dorico  μαχανά , attico  μηχαν >> (Treccani). Il termine "macchina" assume diverse accezioni sia che esso sia inteso in senso storico e antropologico, sia che esso sia inteso in senso stretto nella fisica, in meccanica, nella tecnica o in termodinamica.  Nel caso in questione, la " macchina " è intesa in senso stretto nella meccanica. "di Atwood": è interessante notare come il sostantivo "macchina" non basti per tipizzare l'oggetto in questione: difatti, sono molteplici le macchine semplici che esistono e pertanto, per rendere riconoscibile questa macchina, vi è bisogno di un complemento di specificazione. Quello che rende riconoscibile dal nome lo strumento, assodato che questo sia una macchina semplice, è la presenza, nel nome, del suo invento...