zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

[IK7JWY]

Incuriosito da ciò che leggo in giro per la Rete, stasera mi sono posto la domanda , e ora la giro a voi qui su HRW:

E' data una zavorra in calcestruzzo a cui è ancorato uno strallo di un sistema di supporto antenne (traliccio o palo) e appoggiata sulla superficie di un solaio piano di una abitazione. La pavimentazione solare è in lastre di pietra leccese (abbastanza ruvida se confrontata ad una pavimentazione in ceramica) La zavorra ha forma cubica con lunghezza degli spigoli che indichiamo con L.
Lo strallo è inclinato di 45 gradi rispetto all'orizzontale ed è ancorato al centro della base superiore della zavorra. Il tiro , cioè la forza di trazione esercitata dallo strallo sulla zavorra, è indicato con T.

Domanda: all'aumentare di T, supponendo che lo strallo sia tale da resistere comunque, cosa accade prima alla zavorra: lo slittamento (cioè la zavorra comincia a essere trascinata sul solaio), oppure il ribaltamento (cioè la zavorra comincia a ruotare attorno allo spigolo di base rivolto verso il traliccio) ?

[i4zsq]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

.... Domanda: all'aumentare di T, supponendo che lo strallo sia tale da resistere comunque, cosa accade prima alla zavorra: lo slittamento (cioè la zavorra comincia a essere trascinata sul solaio), oppure il ribaltamento (cioè la zavorra comincia a ruotare attorno allo spigolo di base rivolto verso il traliccio) ?
[ATTACH]14436[/ATTACH]

Non ne so mezza, per me è buona la prima.

[i4ewh]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

Vado a naso: secondo me il ribaltamento. All' aumentare di T la parte di zavorra opposta al traliccio si alleggerisce, quindi il cubetto dovrebbe inclinarsi.

Paolo I4EWH

[IT9RGY]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

Art, mi sento ad una delle mie infinite prove di Fisica 1
Per me avviene lo slittamento....segnalo che su 5 prove ho bocciato sempre ahah

Vediamo se devo bocciare nuovamente

[IT9RGY]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

eppure Paolo sembra convincente...
Ok, ritorno al prossimo appello!

[IK7JWY]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

All' aumentare di T la parte di zavorra opposta al traliccio si alleggerisce

si ma alleggerendosi, giustamente, la zavorra per effetto della componente verticale (verso l'alto) del tiro nello strallo, diminuisce anche la forza di attrito alla base della zavorra. Quindi uno potrebbe pure pensare, a naso, che diminuendo la forza di attrito, aumenta la possibilità che la zavorra venga trascinata anziché ribaltata. Chi svelerà l'arcano ?

[iz5brw]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

Ciao a tutti

Secondo me il cubo è soggetto al ribaltamento man mano che la trazione aumenta. Anche se una parte di esso si alleggerisce a causa della stessa trazione di "T", probabilmente trova la componente di attrito nella parte che resta a contatto col pavimento in leccese ruvido il quale potrebbe innescare il ribaltamento e di fatto il cubo potrebbe ruotare intorno al punto "A".

Attendiamo la soluzione Arturo :-)

73s Rick
BRW

[i4zsq]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

in considerazioine che la pietra leccese è una pietra calcarea risalente al Miocenico (21 milioni di anni fa), che i suoi componenti costitutivi le danno una compattezza, un colore ed una struttura uniche, che la presenza di frammenti di fossili fa acquisire alla pietra ulteriore fascino e ricchezza geologica e che le tipologie estratte si differenziano tra loro per il colore, l’omogeneità, la compattezza e l’età, occorrerebbe sapere anche il grado di porosità che potendo variare tra il 24,7% e il 32,6 % unito a un probabile accumulo di polvere o sabbia sotto la pietra andrebbe a inficiare anche il più accurato dei calcoli...
Quindi considerando che i dati espressi nella domanda sono insufficenti resto in attesa della soluzione .

[iz2hfg]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

si ma alleggerendosi, giustamente, la zavorra per effetto della componente verticale (verso l'alto) del tiro nello strallo, diminuisce anche la forza di attrito alla base della zavorra. Quindi uno potrebbe pure pensare, a naso, che diminuendo la forza di attrito, aumenta la possibilità che la zavorra venga trascinata anziché ribaltata. Chi svelerà l'arcano ?

Caro Arturo,
Per dare una risposta che rispecchia il più possibile la realtà bisognerebbe conoscere "il coefficiente d'attrito statico", ma non solo infatti:

Purtroppo per noi ci sono due complessità in più, la forza che possiamo chiamare "trainante" non agisce nel verso opposto della "forza d'attrito statico" ma insiste ed in un punto ben preciso ove si configura anche "un certo braccio", quindi non basta conoscere "il coefficiente d'attrito statico" e determinata l'area di contatto poi si trova qual'è l'entità della forza necessaria per spostare il plinto, ma la forza "trainante" insiste a 45° quindi la complessità aumenta.

Indicativamente si configurano queste due possibilità:

1) Se la superficie d'attrito è sufficientemente ampia ed "il braccio" ridotto, anche con elevato "coefficiente d'attrito statico" il plinto verrà trascinato.

2) Se la superficie d'attrito è ridotta ed "il braccio" diventa importante,
anche con ridotto "coefficiente d'attrito statico" il plinto verrà ribaltato.

Da qui poi non è così semplice trasformare il tutto in formule e quindi ricavare i valori delle varie forze per comprendere l'azione sul plinto, perché da una parte ci sono le dimensioni del plinto, la forza peso relativa, il relativo braccio della forza trainante ed il coefficiente d'attrito.

In bocca al lupo!

[IK7JWY]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

ok, risposte tutte interessanti. Io per rispondere ho studiato l'equilibrio della zavorra nei due casi: ribaltamento attorno allo spigolo di base rivolto verso il traliccio e slittamento, o strisciamento, verso il traliccio. Per chi fosse interessato ai calcoli, allego quelli fatti a mano poco fa per ricavare le formule che esprimono il tiro che causa , rispettivamente, l'inizio del ribaltamento e l'inizio dello slittamento della zavorra. Chi non avesse mai avuto a che fare con la trigonometria dovrà necessariamente fare un piccolo atto di fede. Pregherei, invece, gli altri di controllare i calcoli e segnalarmi eventuali errori. Data l'ora tarda non sono da escludere
In sostanza, dall'approccio fisico al problema, e relativi calcoli conseguenziali, discende che la zavorra, all'aumentare del tiro esercitato su essa dallo strallo, inizia prima a ribaltare per valori del coefficiente di attrito statico superiori a 0,5. Questo per qualsiasi valore dell'angolo di inclinazione dello strallo (ovviamente compreso tra i due casi limite, in realtà solo teorici, di zero e novanta gradi). Nel nostro caso, il contatto è tra il calcestruzzo e la pietra leccese. Se cerchiamo in Rete valori del coefficiente di attrito del cemento a contatto con vari materiali, troviamo che , ad esempio, il contatto cemento-roccia presenta un coefficiente di attrito compreso tra 0,6 e 0,7, che però scende a 0,5 se la roccia è bagnata (http://www.supercivilcd.com/FRICTION.htm). La pietra leccese è una roccia calcarenitica marnosa e la superficie delle lastre usate per le pavimentazioni solari non è perfettamente liscia e levigata. Pertanto, è ragionevole ipotizzare un valore del coefficiente di attrito sempre maggiore di 0,5, quindi, nel nostro caso, la zavorra inizia prima a ribaltare. Ho scrittto "inizia prima a ribaltare" perche' in realta', subito dopo, per effetto dell'incipiente ribaltamento, viene praticamente a mancare il contatto superficiale tra zavorra e solaio, restando a contatto con il solaio solo in corrispondenza dello spigolo. Per cui si riduce drasticamente l'attrito che impediva il trascinamento. In pratica, una volta innescato il ribaltamento, la zavorra inizia anche a muoversi verso il traliccio. Chiaro che questa è la schematizzazione di un fenomeno fisico. Nella realtà, quando la zavorra comincia a ribaltare e spostarsi verso il traliccio, lo strallo perde tensione, se il vento non continua a soffiare o se il traliccio si oppone di suo alla flessione. Quindi, potrebbe pure accadere che la zavorra, sotto una raffica forte ma breve, raggiunto il valore di T limite per il ribaltamento, inizia effettivamente a ribaltare ma poi si ri-appoggia sul solaio subito dopo. Oppure potrebbe accadere che la zavorra, sotto una raffica forte e non breve, venga presa e spostata di brutto verso il traliccio, in questo caso sarebbero dolori...

Allego anche i grafici che rappresentano l'andamento del tiro T che causa il ribaltamento (linea marrone) o lo strisciamento (linea viola) al variare dell'angolo di inclinazione dello strallo, sia per il caso in cui il coefficiente di attrito statico è maggiore di 0,5 sia per il caso in cui esso sia minore di 0,5.

[i4zsq]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

grazie per le delucidazioni, adesso so perchè non userò mai una pietra appoggiata sul tetto per tenere i tiranti di una antenna ma forse la potrò sempre usare per appoggiarci la stazione. 73'

[IK7JWY]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

Ho omesso di chiarire, in effetti, che il senso di questo thread non era quello di valutare la bonta' di un certo modo di ancorare gli stralli piuttosto che un altro, ma quello di rispondere ad una domanda che mi era sorta leggendo in giro.

[iz2hfg]

Re: zavorra per stralli: ribalta o slitta ?

Caro Art,
Certo, ho capito benissimo cosa intendi anche perché "in giro" (come dici tu...) il problema è stato sollevato ma come spesso accade, nonostante gli inviti (ribaditi anche dal sottoscritto) alla prudenza ed alla piena sicurezza quando si parla di supporti d'antenna, la cosa è purtroppo e proprio come il Tuo plinto......"scivolata" verso gli opposti!

Da una parte c'è chi senza alcun dato (calcolato ovviamente) approva e dall'altra c'è chi allo stesso modo disapprova ma contrariamente allo spirito che incarna lo stesso Radiantismo (insisto spesso "in giro" su questo concetto) di fatto si resta disponibili ma solo in "privato".........come se sperimentazione, partecipazione, condivisione e confronto siano - oggi - per un Radioamatore vincolate da leggi di convenienza e/o mercato!

Quindi posso dire dal mio punto di vista e con grande gioia che quanto hai elaborato in modo eccellente nei calcoli esprime pienamente una delle tante facce del Radiantismo che richiede basi solide in molti campi ma anche sincera condivisione di ciò che si sa e proprio per questo ed altri cento motivi il Radiantismo non può essere paragonato ad un banale hobby!

Dunque che piaccia oppure no nel Radiantismo c'è sperimentazione ma anche solide basi, uso (talvolta anche rigoroso) del metodo scientifico per consentire nel limiti del possibile la replicabilità di ciò che stiamo osservando; poi è evidente che in questo contesto, per limiti strumentali, di conoscenza ed altro, ci sono ancora molte cose che non sappiamo pienamente spiegare, ma la strada è una sola; imparare giorno per giorno e paradossalmente da ciò che ancora non sappiamo.

Un abbraccio!

PS
Come dicevi l'ora era tarda, decisamente più favorevole (per chi, come il sottoscritto, è fermamente legato alle tradizioni) all'altra sperimentazione ove "il seno" non è propriamente parte integrante della trigonometria..........