Macchina di rotazione con accessori

L'apparecchio di rotazione, con volano di ferro sopra un largo piano di legno, è da usarsi in posizione orizzontale. L'asse di rotazione, in ottone, termina con un disco sul quale vanno avvitati tutti gli accessori. Con tali accessori si possono verificare le proprietà della forza centrifuga, cioè che essa è proporzionale alla massa del corpo ed al quadrato della sua velocità ed inversamente proporzionale al raggio della circonferenza descritta.

Accessorio 1 - Due anelli elastici circolari metallici sono fissati all'asse di rotazione per la loro parte più bassa, mentre nella parte superiore sono forati in modo che, pur essendo guidati dall'asse, possono schiacciarsi o distendersi.

Essi hanno lo stesso raggio e giacciono in piani verticali perpendicolari tra di loro. Finche l'apparecchio è in quiete essi conservano la forma circolare, ma assumono la forza ellittica appena si mettono in rotazione. Questo apparecchio è detto comunemente dello schiacciamento terrestre.

Accessorio 2 - Sulla guida orizzontale di un telaio metallico possono scorrere due sfere uguali di avorio legate da una cordicella. Se le sfere sono poste alla stessa distanza, ma da lati opposti, dall'asse di rotazione, esse, quando il telaio ruota, sono sottoposte alla stessa forza centrifuga. Variando di poco la loro distanza dall'asse, la sfera più lontana trascinerà quella che si trova a distanza minore dall'asse.

Accessorio 3 - un telaio da applicare all'apparecchio sostiene due provette di vetro, contenute, assieme all'asse di rotazione, in un piano verticale, disposte simmetricamente rispetto all'asse e formanti con esso un angolo minore di 90°. In una provetta si introducono acqua e mercurio in volumi uguali; nell'altra acqua ed un pezzetto di sughero. Durante la rotazione il mercurio ed il sughero si scambiano di posto con l'acqua nelle due provette, dimostrando che la forza centrifuga è tanto maggiore quanto è maggiore la massa.

Accessorio 4 - Il regolatore di Watt è costituito da un telaio metallico con parallelogramma articolato molto solido, in cui due lati sostengono due sfere di ottone di ugual massa e gli altri due trascinano un cursore cilindrico. Le sfere per effetto della forza centrifuga si allontanano dall'asse ed il cursore sale verso l'alto. Un dispositivo simile fu applicato nel 1772 dall'inventore scozzese James Watt [1736-1819] alle macchine termiche per comandare la valvola di accesso del vapore nei cilindri.

Accessorio 5 - Il tubo di Tyndall non serve ad illustrare le esperienze sulla forza centrifuga ma è un apparecchio dimostrativo della trasformazione del lavoro in calore. Nel tubo di ottone, da applicare all'apparecchio di rotazione, viene introdotta una piccola quantità di etere. Si chiude quindi con un tappo morbido. Stringendo leggermente il tubo con la morsetta di legno, in pochi giri si raggiunge il punto di ebollizione del liquido, a causa del calore che si sviluppa per l'attrito durante la rotazione, e la tensione di vapore è sufficiente a far saltare il tappo.

A. Battelli, P. Cardani [1916] vol. I, pp. 123-127.