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LEONARDO DA VINCI E GLI STUDI DI MECCANICA

Nell'antichità, la meccanica era già oggetto di studio e applicazione da parte di diverse civiltà. 

Gli antichi greci furono pionieri nello studio della meccanica. Archimede, uno dei più famosi scienziati dell'antichità, contribuì notevolmente allo sviluppo della meccanica. Le sue opere includevano studi sulle leve, sulla statica e sulla dinamica, oltre a importanti principi come il principio di galleggiamento e la legge del bilanciamento dei corpi.

Numerose civiltà dell'antichità, come gli egizi, i babilonesi e i romani, svilupparono tecniche di ingegneria e costruzione che richiedevano una comprensione della meccanica. Queste civiltà costruirono strutture imponenti come piramidi, ponti e acquedotti, dimostrando una conoscenza pratica dei principi meccanici.

 

Nell'antichità, furono sviluppate diverse macchine e dispositivi che sfruttavano principi meccanici per scopi pratici. Ad esempio, gli antichi greci e romani crearono molini ad acqua e a vento per la macinazione del grano, mentre le prime forme di meccanismi di orologeria vennero sviluppate in civiltà come quella babilonese.

 

Anche in India e in Cina, ci furono importanti contributi alla meccanica. In India, ad esempio, si svilupparono dispositivi come il carrello a ruote e la ruota idraulica, che rappresentavano importanti innovazioni nel campo della meccanica applicata.

 

La meccanica è una branca della fisica che si occupa dello studio del movimento e del comportamento dei corpi sotto l'influenza delle forze. Questa disciplina si occupa di una vasta gamma di fenomeni, dalle particelle subatomiche alle galassie, e fornisce i principi fondamentali per comprendere il funzionamento di macchine, dispositivi e sistemi complessi.

La storia della meccanica può essere suddivisa in diverse fasi chiave:

 

Durante il Medioevo, l'Europa vide una rinascita degli studi tecnici e scientifici, con l'opera di figure come Leonardo da Vinci che contribuirono alla comprensione dei principi meccanici attraverso disegni e invenzioni innovative.

Rivoluzione Scientifica: Il XVI e il XVII secolo videro l'emergere della Rivoluzione Scientifica, con scienziati come Galileo Galilei e Isaac Newton che svilupparono leggi e teorie fondamentali per la meccanica classica, tra cui le leggi del moto e la legge di gravitazione universale.

Durante il Rinascimento, vi fu un notevole interesse per lo studio della meccanica, con importanti contributi da parte di diversi studiosi, ingegneri e inventori.

 

Oltre a Leonardo da Vinci chi furono i grandi studiosi della meccanica nel rinascimento? 

 

Galileo Galilei (1564-1642): 

Galileo fu un altro importante studioso della meccanica durante il Rinascimento. È noto soprattutto per i suoi studi sul movimento e sull'accelerazione dei corpi. Galileo formulò la legge del moto uniformemente accelerato e sviluppò il concetto di inerzia, contribuendo così in modo significativo alla meccanica classica.

 

Niccolò Tartaglia (1499-1557) 

Questo matematico italiano fu uno dei primi a sviluppare una trattazione sistematica dei principi meccanici. Nel suo lavoro "Nova Scientia" del 1537, Tartaglia applicò i principi della meccanica alla balistica e all'ingegneria militare, fornendo una solida base teorica per il calcolo delle traiettorie dei proiettili.

 

Giovanni Battista Benedetti (1530-1590) 

Benedetti, un fisico e ingegnere italiano, contribuì alla comprensione dei principi meccanici attraverso i suoi studi sulla statica e la dinamica dei corpi. Nel suo trattato "Diversarum speculationum mathematicarum et physicarum" del 1585, Benedetti discusse concetti come la legge dell'inerzia e il moto dei proiettili, anticipando molte delle idee che sarebbero state sviluppate successivamente da Galileo e Newton.

 

Evangelista Torricelli (1608-1647) 

Torricelli, uno degli allievi di Galileo, contribuì significativamente allo studio della meccanica dei fluidi. È famoso per aver inventato il barometro e per aver formulato il principio di Torricelli, che descrive il comportamento dei fluidi in un contenitore.

 

Leonardo da Vinci fu uno dei primi studiosi a interessarsi agli ingranaggi e ai meccanismi di trasmissione del moto. 

I meccanismi di trasmissione del moto sono dispositivi o sistemi che permettono il trasferimento di movimento da una parte a un'altra di una macchina o di un sistema meccanico. Questi meccanismi sono fondamentali in molte applicazioni industriali, veicoli, macchinari e dispositivi di ogni tipo. Alcuni esempi comuni di meccanismi di trasmissione del moto includono:

 

Trasmissione a ingranaggi 

Gli ingranaggi sono componenti meccanici costituiti da ruote dentate che si accoppiano tra loro per trasferire il movimento e la potenza. Possono essere utilizzati per cambiare la direzione del moto, aumentare o diminuire la velocità o modificare la coppia.

 

Trasmissione a cinghia e puleggia 

Questo tipo di trasmissione utilizza cinghie di trasmissione e pulegge per trasferire il movimento da un albero motore a un altro. Le cinghie possono essere fatte di materiale elastico come gomma o materiale sintetico e possono variare in dimensioni e forme per adattarsi alle specifiche esigenze di trasmissione.

 

Trasmissione a catena e pignone 

Simile alla trasmissione a cinghia e puleggia, ma utilizza una catena metallica e pignoni dentati al posto delle cinghie e delle pulegge. Questo tipo di trasmissione è comunemente usato in biciclette, motociclette, macchine agricole e altre applicazioni industriali.

 

Trasmissione a vite senza fine 

Questo tipo di trasmissione utilizza una vite senza fine e un ingranaggio elicoidale per trasferire il movimento da un albero all'altro con un rapporto di trasmissione elevato e una rotazione unidirezionale.

 

Trasmissione a cinghia dentata

Simile alla trasmissione a cinghia e puleggia, ma utilizza cinghie dentate e pignoni per una trasmissione più precisa e una maggiore efficienza in applicazioni ad alta precisione.

 

Trasmissione idraulica 

Utilizza fluidi incompressibili, come olio idraulico, per trasmettere il movimento e la potenza attraverso cilindri idraulici e pistoni. Questo tipo di trasmissione è comunemente usato in macchine industriali e veicoli pesanti.

Questi sono solo alcuni esempi di meccanismi di trasmissione del moto, e ce ne sono molti altri, ciascuno con caratteristiche specifiche adatte a diverse applicazioni e requisiti di trasmissione.

 

La sua idea era quella di consentire all'uomo di migliorare la propria vita attraverso strumenti meccanici che potessero aiutarlo a svolgere attività quotidiane evitando al minimo gli sforzi e la fatica.

La “sua” meccanica quindi prevedeva lo studio particolareggiato degli attriti, delle frizioni, degli ingranaggi che potessero essere utilizzati per trasferire il moto da un'albero motore a un'altra parte di una macchina o di un dispositivo che assemblati e studiati appositamente, riducevano i carichi attraverso cinghie e pulegge per la trasmissione del moto  da un punto all'altro. 

Anche se molti dei suoi progetti non furono realizzati durante la sua vita, i suoi studi e disegni sugli ingranaggi hanno contribuito allo sviluppo dell'ingegneria meccanica nel corso dei secoli successivi. I principi e le idee da lui esplorati hanno influenzato la progettazione di macchine e dispositivi in molteplici settori.

Argano a leva 

 

Un argano a leva è un dispositivo meccanico che utilizza una leva per sollevare o spostare pesi pesanti. Il principio di funzionamento di un argano a leva si basa sulla trasmissione della forza attraverso una leva e un sistema di ingranaggi.

Ecco come funziona:

Leva

La leva è la parte principale dell'argano a leva. È una barra rigida che può essere azionata manualmente dall'utente. La leva è solitamente collegata a un'estremità dell'argano e può essere azionata ruotandola in senso orario o antiorario.

Sistema di ingranaggi

All'interno dell'argano, vi è un sistema di ingranaggi che trasmette il movimento della leva alla parte che solleva o sposta il peso. Questo sistema di ingranaggi può essere costituito da una serie di pignoni, cremagliere e altri componenti che ingranano tra loro per trasferire il movimento della leva.

Cavo o catena

Il peso da sollevare è collegato a un cavo o a una catena che scorre lungo l'argano. Quando la leva viene azionata, il cavo o la catena viene avvolto attorno a un tamburo o una puleggia all'interno dell'argano.

Moltiplicazione della forza

Grazie al principio della leva e al sistema di ingranaggi, l'argano a leva consente di moltiplicare la forza applicata dall'utente. Anche se l'utente applica una forza relativamente piccola alla leva, il sistema di ingranaggi trasmette questa forza al cavo o alla catena, consentendo di sollevare o spostare pesi molto più grandi.

Controllo della velocità e della direzione

La rotazione della leva può essere controllata per regolare la velocità e la direzione di sollevamento del peso. Cambiando la direzione della rotazione della leva, è possibile sollevare o abbassare il peso, mentre regolando la forza applicata alla leva è possibile controllare la velocità del movimento.

In sintesi, un argano a leva sfrutta il principio della leva e un sistema di ingranaggi per trasmettere la forza applicata dall'utente al cavo o alla catena che solleva o sposta il peso. È un dispositivo semplice ma efficace per gestire carichi pesanti in diversi contesti, dall'edilizia alla logistica.

DISEGNI MECCANICA LEONARDO DA VINCI

Leonardo da Vinci, "Argano a leva", 1478-1480, dal Codice Atlantico f 30v, conservato alla Veneranda Biblioteca Ambrosiana di Milano (©Veneranda Biblioteca Ambrosiana/Mondadori)

Nonostante il nome suggestivo, che richiama storie di oceani e continenti diversi, il nome del Codice Atlantico, la più grande e importante raccolta di disegni di Leonardo da Vinci al mondo, non c’entra niente col suo contenuto. Più prosaicamente indica il formato dei grandi fogli che lo compongono, che peraltro non fu scelto da Leonardo ma arrivò soltanto decenni dopo la sua morte, in uno dei molti passaggi di mano e peripezie a cui fu sottoposto il Codice.

La mostra Leonardo da Vinci. La scienza prima della scienza, fino alla fine di giugno alle Scuderie del Quirinale di Roma, è costruita intorno a dieci disegni autografi del Codice Atlantico, scelti tra i circa 1.750 che lo compongono. La mostra, come il Codice, racconta la grandezza di Leonardo al di fuori dei campi a cui viene tradizionalmente associato, dalla pittura alle invenzioni. Testimonia infatti l’enorme contributo che l’artista toscano diede all’ingegneria, all’architettura, all’idraulica, alla meccanica, all’urbanistica e in generale alla cultura scientifico-tecnologica. Insieme ai disegni, la mostra espone più di 200 opere tra modelli, manoscritti, volumi, stampe e dipinti provenienti da varie istituzioni italiane ed europee.

Filatoio per tessitura

Un filatoio è una macchina utilizzata per la preparazione della lana, del cotone o di altre fibre tessili prima della tessitura. Il principio di funzionamento di un filatoio è piuttosto semplice ma richiede una serie di passaggi per trasformare la fibra grezza in filato adatto alla tessitura.

 

Preparazione della fibra 

La materia prima, che può essere lana, cotone o altre fibre tessili, viene preparata per il processo di filatura. Questo può includere la pulizia delle fibre da impurità come sporco, semi o peli, nonché la cardatura per separare e allineare le fibre.

 

Alimentazione della fibra 

Le fibre preparate vengono alimentate nella macchina del filatoio, dove verranno trasformate in filato. La fibra grezza viene solitamente posta su un supporto chiamato rocchetti o aspo, che può essere alimentato manualmente o tramite un sistema automatico.

 

Riduzione della fibra 

All'interno del filatoio, le fibre vengono tirate e ridotte in spessore. Questo processo può essere ottenuto tramite diverse tecniche, tra cui il passaggio attraverso una serie di rulli o l'uso di un sistema di torsione.

 

Torcitura: 

Le fibre ridotte vengono quindi torcite insieme per formare un filo continuo. Questo avviene solitamente attraverso un processo di torsione, dove le fibre vengono avvolte attorno a sé stesse per formare un filo stabile e resistente.

 

Bobinatura

una volta formato il filo, viene avvolto su bobine o coni per essere pronto per l'uso nella tessitura. Queste bobine possono essere rimosse manualmente o tramite un sistema automatizzato.

Controllo della tensione: Durante il processo di filatura, è importante mantenere una tensione costante sul filo per garantire una qualità uniforme. Questo può essere controllato attraverso dispositivi di tensionamento integrati nella macchina del filatoio.

In sintesi, il filatoio per la tessitura trasforma la fibra grezza in filo utilizzabile attraverso una serie di passaggi che includono la riduzione della fibra, la torcitura e la bobinatura. Questo processo è essenziale per la produzione di filati di alta qualità utilizzati nella tessitura per creare tessuti di vario genere.

PROGETTI MECCANICA LEONARDO DA VINCI

Il disegno di un filatoio ad alette mobili, in grado di distribuire il filo in modo uniforme sul rocchetto. Leonardo lo disegnò con un sacco di particolari, riproducendo a parte il duplice albero che muove in senso contrario fuso ed alette, l’elemento più innovativo della macchina. (©Veneranda Biblioteca Ambrosiana/Mondadori)

Il Codice Atlantico, in particolare, arriva dalla Biblioteca Ambrosiana di Milano: nei suoi 1.119 fogli sono inclusi disegni, progetti, annotazioni e studi che vanno dal 1478, quando Leonardo stava appena entrando nell’orbita dei Medici a Firenze, fino al 1519, l’anno in cui morì in Francia, e di cui ricorre nel 2019 il 500esimo anniversario. L’origine del Codice Atlantico per come lo conosciamo è successiva a quella data: comincia infatti quando, nel suo testamento, Leonardo lasciò tutti i suoi manoscritti a Francesco Melzi, un suo allievo originario di una nobile famiglia lombarda che lo seguì a Roma e in Francia, diventando uno dei suoi discepoli più affezionati.

Melzi riportò i manoscritti in Italia conservandoli «come reliquie», secondo le parole del celebre critico d’arte Giorgio Vasari. Ma nessuno dei suoi eredi fece altrettanto, e i manoscritti – nella forma di fogli sciolti e non rilegati – furono dimenticati alla sua morte nel sottotetto della villa di famiglia. Una volta ritrovati, iniziarono un percorso tortuoso, passando di mano in mano e di acquirente in acquirente – tra cui lo stampatore veneziano Aldo Manuzio – finché arrivarono a Pompeo Leoni, un artista che in quel periodo, la fine del Cinquecento, viveva nella Milano governata dagli spagnoli.

Macchina semovente

 

La creazione di un carro semovente per utilizzi teatrali richiederebbe un approccio creativo e ingegnoso, che potrebbe attingere dalle competenze e dalle conoscenze di ingegneria di Leonardo da Vinci. Ecco una possibile idea di studio per un tale progetto:

 

Dimensioni e Design 

Il primo passo sarebbe stabilire le dimensioni e il design del carro semovente. Dovrebbe essere abbastanza robusto da sostenere il peso degli attori o degli oggetti che trasporta, ma anche abbastanza leggero e maneggevole da muoversi agevolmente su un palco o in una piazza. Il design potrebbe essere ispirato a quelli dei carri teatrali tradizionali, con aggiunte innovative per renderlo semovente.

 

Propulsione 

Una volta determinato il design, si potrebbe esplorare il modo migliore per rendere il carro semovente. Potrebbe essere dotato di ruote o di un meccanismo di trazione che consenta di spostarsi in avanti su un breve tratto. La propulsione potrebbe essere realizzata manualmente, tramite un sistema a manovella o a pedali, o elettricamente, utilizzando un motore silenzioso e nascosto.

 

Controllo e Direzionalità 

Il carro dovrebbe essere dotato di un sistema di controllo che consenta agli operatori di guidarlo con precisione sul palco o sulla piazza. Questo potrebbe includere un sistema di sterzo, ruote orientabili o altre soluzioni innovative per garantire la manovrabilità. Un'attenzione particolare dovrebbe essere dedicata alla sicurezza degli attori e del pubblico durante gli spostamenti.

 

Costruzione 

Sarebbe importante selezionare materiali resistenti e leggeri per la costruzione del carro semovente, che garantiscano la sua durata nel tempo e facilitino il suo spostamento. Potrebbero essere utilizzati materiali come legno, metallo o materiali compositi, a seconda delle esigenze specifiche del progetto.

 

Integrazione con la scenografia 

Infine, il carro semovente dovrebbe essere progettato in modo da integrarsi armoniosamente con la scenografia e le altre componenti dello spettacolo teatrale. Potrebbe essere decorato o personalizzato in base al tema o allo stile dello spettacolo, contribuendo così a creare un'esperienza teatrale unica e coinvolgente.

Questo è solo un esempio di come potrebbe essere progettato uno studio per un carro semovente per utilizzi teatrali, ispirato alla creatività e all'ingegnosità di Leonardo da Vinci.

DISEGNI LEONARDO SULLA MECCANICA

Uno studio di un carro semovente probabilmente da utilizzarsi per una macchina teatrale, in grado di muoversi per un breve tratto su un palco o in una piazza. A lungo fu erroneamente interpretato come una specie di antenato dell’automobile. (©Veneranda Biblioteca Ambrosiana/Mondadori)

Leoni decise di incollare i fogli autografi di Leonardo, che avevano forme e dimensioni diverse, su fogli più grandi, di quelli normalmente usati per fare gli atlanti: da cui il nome, Codice Atlantico. Leoni diede così uniformità a una raccolta vasta e disomogenea, arrivando a incollare fino a dieci disegni per foglio (nel caso di quelli più piccoli) e ritagliando il foglio di supporto quando i disegni erano fronte-retro, in modo da renderne visibili entrambe le facciate. Con la sua operazione Leoni contribuì in maniera determinante a far sì che il Codice Atlantico arrivasse fino a noi senza disperdersi per strada, dall’altro organizzò i disegni spesso senza criterio. L’ordine dei manoscritti scelto da Leoni, per quanto casuale, è ancora oggi quello a cui si fa riferimenti negli studi del Codice.

Dopo essere finito in Spagna, il Codice Atlantico tornò in Italia dove il conte Galeazzo Arconati, aristocratico milanese, lo donò alla Biblioteca Ambrosiana, con spirito da mecenate, il 22 gennaio 1637. Leonardo, del resto, aveva vissuto a Milano per quasi vent’anni, tra il 1482 e il 1500, alla corte di Ludovico il Moro. Il Codice fu poi requisito dalle truppe napoleoniche e, al momento in cui avrebbe dovuto essere restituito, rischiò di restare a Parigi: l’anziano e un po’ incompetente barone incaricato dalla casa d’Austria di selezionare le opere da riportare in Lombardia, infatti, scambiò la celebre scrittura speculare di Leonardo per cinese, giudicando il testo non di sua competenza. Ci mise una pezza lo scultore Antonio Canova, commissario del Papa, che si accorse dell’errore e convinse il barone a riportare il Codice a Milano.

 

Negli anni Sessanta del Novecento, il Codice Atlantico fu restaurato e rilegato in dodici volumi. Ci si accorse però che era stata una scelta problematica, che “bloccava” l’opera e ne limitava le possibilità di esposizione nelle mostre. Per questo nel 2009, in occasione del quarto centenario dell’apertura della Biblioteca Ambrosiana, i 1.119 fogli furono “sfascicolati” permettendone il prestito in giro per l’Italia e anche all’estero e facendolo conoscere al grande pubblico.

 

Gru a vite con contrappeso

Una gru a vite con contrappeso è un tipo di gru meccanica utilizzata per sollevare e spostare carichi pesanti. Questo tipo di gru utilizza una combinazione di una vite senza fine e un contrappeso per fornire la forza necessaria per sollevare il carico. 

Ecco come funziona generalmente:

 

Vite senza fine

Il cuore del meccanismo è costituito da una lunga vite senza fine, che è una vite a spirale montata orizzontalmente. La vite senza fine è collegata a un dispositivo di rotazione, come una manovella o un motore, che la fa ruotare.

 

Contrappeso 

Sopra la vite senza fine è posizionato un contrappeso. Questo contrappeso è progettato per bilanciare il carico sollevato dalla vite senza fine, garantendo che il meccanismo rimanga stabile durante l'operazione di sollevamento.

 

Cavo o catena Il carico da sollevare è collegato a un cavo o una catena che viene avvolto attorno alla vite senza fine. Quando la vite senza fine viene fatta ruotare, il cavo o la catena viene avvolto o svolto, sollevando o abbassando il carico.

 

Rotazione e sollevamento 

Ruotando la vite senza fine tramite il dispositivo di rotazione, il cavo o la catena viene avvolto o svolto, sollevando o abbassando il carico. Il contrappeso garantisce che il carico possa essere sollevato in modo sicuro e controllato senza che il meccanismo si ribalti.

 

Controllo e sicurezza 

Un operatore controlla il movimento della gru e il sollevamento del carico utilizzando il dispositivo di rotazione. È importante che l'operatore sia addestrato all'uso sicuro della gru e che rispetti i limiti di carico e le procedure di sicurezza per evitare incidenti.

Le gru a vite con contrappeso sono state utilizzate storicamente in vari contesti, specialmente in costruzione e in lavori di sollevamento in spazi ristretti. Tuttavia, il loro utilizzo è stato in gran parte sostituito da gru più moderne e efficienti, come le gru a torre e le gru idrauliche.

PROGETTI MECCANICA LEONARDO DA VINCI

Le gru usate da Filippo Brunelleschi per realizzare la cupola del Duomo di Firenze, uno dei più grandi e rivoluzionari cantieri del Rinascimento. 

Sfruttavano le tecnologie della vite e dei contrappesi. (©Veneranda Biblioteca Ambrosiana/Mondadori)

Dalle rappresentazioni delle gru utilizzate dal Brunelleschi per la costruzione della cupola del Duomo di Firenze al dettagliato disegno di un filatoio ad alette mobili in assonometria, fino allo studio di un carro semovente che in passato fu erroneamente considerato un antenato dell’automobile, la mostra Leonardo da Vinci. La scienza prima della scienza espone alcuni dei più bei fogli del Codice Atlantico, fondamentale per apprezzare interamente la capillare influenza e la stupefacente genialità di uno degli artisti più importanti della storia dell’umanità. 

ruota perpetua a sbilanciamento periferico a percussione di sfere

La ruota perpetua a sbilanciamento periferico a percussione di sfere è una delle tante varianti ipotetiche della ruota perpetua, un concetto meccanico immaginario che, secondo le leggi della termodinamica, non può funzionare come fonte infinita di energia. Tuttavia, questa specifica descrizione propone un design che sfrutta lo sbilanciamento periferico e l'energia cinetica delle sfere per generare un movimento continuo.

Ecco come potrebbe funzionare questa ipotetica ruota perpetua:

Struttura a sbilanciamento periferico: La ruota è progettata con una distribuzione irregolare di massa lungo il suo perimetro. Questo crea uno sbilanciamento che porta la ruota a inclinarsi o a muoversi quando viene messa in rotazione.

 

Sfere o masse mobili 

Sono presenti sfere o altre masse mobili all'interno della struttura della ruota. Queste sfere sono posizionate in modo che, quando la ruota si inclina o si muove a causa dello sbilanciamento periferico, le sfere si spostino verso il basso lungo la superficie interna della ruota.

 

Percussione di sfere 

Quando le sfere si spostano verso il basso, colpiscono un punto inferiore della struttura della ruota, generando una forza di percussione. Questa forza di percussione può essere utilizzata per continuare a far ruotare la ruota o per attivare altri meccanismi o dispositivi collegati alla ruota.

 

Ciclo di movimento continuo 

Il movimento delle sfere lungo la ruota perpetua, insieme alla forza di percussione generata da questo movimento, alimenta un ciclo continuo di movimento. Le sfere tornano poi alla loro posizione iniziale, pronte per ripetere il processo.

Questa descrizione è puramente ipotetica e non corrisponde a un meccanismo funzionante in base alle leggi della fisica nota. Tuttavia, il concetto di ruota perpetua continua ad affascinare gli appassionati di scienza e tecnologia, anche se nessuna versione è mai stata realizzata con successo.

 

 

STUDIO MECCANICA LEONARDO DA VINCI

Milano, Veneranda Biblioteca Ambrosiana, Codice Atlantico, f. 778v  1499-1500

Studi per la progettazione di una ruota perpetua meccanica

 

Il disegno principale di questo foglio riproduce una ruota perpetua a sbilanciamento periferico a percussione di sfere. 

La circonferenza è suddivisa in 32 comparti, dentro i quali sono libere di muoversi delle sfere che, seguendo il verso della rotazione, si spostano cadendo verso il basso fino ad impattare la parete inferiore che delimita il comparto. La percussione dovrebbe generare l’impulso al moto che favorisce la rotazione continua. 

 

Per aumentare lo squilibrio della ruota Leonardo introduce l’espediente del raggio cavo che mette in comunicazione i due comparti contrapposti, in modo da formare un circuito idraulico nel quale il liquido fluisce sempre verso la parte del senso di rotazione. 

 

In questo modo, quando i comparti passano dalla fase attiva di discesa a quella passiva di risalita, le sfere, sotto l’azione della gravità, scendono verso le pareti basse dei comparti, spingendo il liquido su per i condotti fino a riempire i vuoti lasciati dalle sfere, che entrando nella fase attiva della rotazione scendono verso il basso. Così il peso del liquido si somma a quello della sfera, producendo un momento maggiore rispetto a quello dell’altro lato.


Di notevole interesse sono anche i due disegni più piccoli di ruote perpetue – che integrano la progettazione della ruota principale – nei quali Leonardo ripropone soluzioni studiate agli inizi degli anni Novanta. Il dispositivo al centro sembra combinare al sistema di percussione a sfere periferico quello radiale che si ritrova negli studi del foglio 473r del Codice Atlantico. L’altra ruota, invece, propone un sistema a sbilanciamento a bracci rotanti montati sulla circonferenza e lungo i raggi; una configurazione già studiata in passato nel foglio 212 del Codice Arundel. Leonardo prevede di utilizzare questi “appendicoli ruotanti” come attuatori delle valvole a farfalla, che pensa di inserire nei raggi cavi della ruota principale per permettere al liquido di fluire nell’altro comparto.


Il recto di questo foglio contiene uno studio molto accurato di una ruota a comparti analoga alla precedente, ma suddivisa in otto settori. È presente inoltre un richiamo alla ruota a bracci articolati studiata ampiamente nei fogli 147v-148r del Codice di Madrid I e 89v-90r del Codice Forster II, entrambi risalenti alla prima metà degli anni Novanta. Nel foglio 778r si trovano anche studi di sifoni e di strutture architettoniche che potrebbero essere aggiunte successive alle ruote perpetue, assegnabili agli inizi degli anni Novanta, il periodo in cui Leonardo dedica gli sforzi maggiori a questo tipo di studi.

 

fonte: museogalileo.it

Studi sull'attrito meccanico 

 

L'attrito meccanico è una forza resistente che si oppone al movimento relativo tra due superfici che sono a contatto tra loro. Questa forza è causata dall'interazione tra le asperità (rugosità microscopiche) delle superfici in contatto e può influenzare diversi tipi di movimento, come lo scorrimento, lo scivolamento o il rotolamento.

 

Attrito statico 

Si verifica quando due superfici sono in contatto ma non stanno ancora scivolando l'una sull'altra. È la forza massima che deve essere superata per far iniziare il movimento relativo tra le due superfici. Una volta superato questo limite, le superfici inizieranno a scivolare e l'attrito dinamico entrerà in gioco.

 

Attrito dinamico (o cinetico) 

Si verifica quando due superfici sono in movimento relativo l'una rispetto all'altra. Questo tipo di attrito è solitamente inferiore all'attrito statico e dipende dalla velocità del movimento e dalla natura delle superfici coinvolte.

 

Attrito volvente 

Si verifica quando un oggetto rotola su un'altra superficie. In questo caso, l'attrito è generato dal contatto tra le superfici e dalla deformazione elastica dei materiali coinvolti. L'attrito volvente è generalmente inferiore all'attrito statico e dinamico, rendendo il rotolamento più efficiente rispetto allo scivolamento.

 

Attrito fluido 

Si verifica quando un oggetto si muove attraverso un fluido, come ad esempio l'aria o l'acqua. In questo caso, l'attrito è causato dalla resistenza del fluido al movimento dell'oggetto attraverso di esso. L'attrito fluido dipende dalla velocità del movimento e dalla viscosità del fluido.

L'attrito meccanico può influenzare significativamente l'efficienza e le prestazioni di sistemi e macchine meccaniche. Ridurre l'attrito è spesso importante per migliorare l'efficienza energetica e prolungare la durata delle parti in movimento. Per questo motivo, vengono utilizzati lubrificanti, rivestimenti speciali e progettazioni ottimizzate per ridurre al minimo l'attrito in vari contesti applicativi.

 

 

In alcuni manoscritti di Leonardo da Vinci, finora sottovalutati, sono emersi i suoi studi sull'attrito: le sue deduzioni sono ancora oggi valide.

LEONARDO DA VINCI MANOSCRITTO MECCANICA

Studio di Leonardo da Vinci sull'attrito. Dal codice ARUNDEL

Leone meccanico
Il leone non era semplicemente un’evoluzione del carro semovente, perché doveva dare l’impressione di essere un vero animale. Anche da questo punto di vista Leonardo dimostrò di essere un genio: attraverso un complesso sistema di aste, perni e funi vincolate a una grande ruota centrale, era riuscito a far muovere il suo automa come fosse una sorta di marionetta. Due corde erano assicurate al perno della grande ruota nel cuore dell’animale e permettevano alla macchina di simulare il passo felpato di una vera fiera. Il motore dell’intero meccanismo, ciò che permetteva alla ruota di girare, era rappresentato da una grande molla elicoidale, all’esterno della macchina. Una volta giunta alla fine della sua corsa, questa avrebbe sbloccato un gancio e permesso al petto del leone di aprirsi per il colpo di scena finale. 

LEONE MECCANICO LEONARDO DA VINCI

vai alla scheda del leone meccanico 


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