UN CERCHIO DA BICICLETTA E TRE MOLLE

Problema

Abbiamo concentrato la nostra attenzione sulla forza peso; è possibile studiare come si comportano più forze che agiscono su uno stesso punto, senza utilizzare la forza-peso, ma studiando altri tipi di forze?

Ipotesi

Poiché, finora, abbiamo utilizzato le molle, continuiamo ad utilizzarle, in modo che agiscano le une sulle altre; si tratta di costruire un'apparecchiatura che lo consenta.

Materiale 

Un cerchio da bicicletta con fori molto ravvicinati sul bordo, tre molle uguali (lunghezza 6,5 cm, diametro della spira 13 mm, sezione del tondino di ferro 0,8 mm, tavoletta di legno rivestita di carta, meglio se goniometrata, goniometro, righello, spago, mollette da bucato, un piccolo anello di metallo.
Procedimento

Predisporre l'apparecchiatura in figura. Segnare con precisione il centro del cerchio da bicicletta e fissare il cerchio alla tavoletta di legno; se si ha a disposizione carta goniometrata occorre fissarla alla tavoletta in modo che il centro del goniometro coincida col centro del cerchio da bicicletta.
Agganciare due  molle al piccolo anello di metallo e all'altra estremità fissare lo spago che si fissa al bordo del cerchio da bicicletta con le mollette da bucato a caso e scegliendo a piacere gli angoli formati dalle due molle. Agganciare la terza molla all'anello e all'altra estremità legarle lo spago; tirare lo spago fino a che la terza molla riporta l'anello di metallo al centro del cerchio da bicicletta e fissare con le mollette da bucato lo spago al bordo del cerchio in questa posizione. Rilevare gli allungamenti subiti dalle molle e l'angolo formato dalle prime due. Riprovare agganciando alla terza molla un'unica molla uguale, nella stessa direzione e verso opposto e verificare se l'anellino centrale coincide col centro del cerchio. Rappresentare graficamente i dati su carta millimetrata.
Osservazioni

La molla n. 4 subisce lo stesso allungamento della n. 3, e siccome è stata messa al posto della n. 1 e della n. 2, ha la stessa forza delle altre due poste ad angolo.  Le rappresentazioni grafiche, in scala 1:1, dimostrano che le molle subiscono allungamenti dovuti alla forza elastica delle altre molle, i quali si dispongono come i lati e la diagonale di un parallelogramma costruito con gli allungamenti delle molle n. 1 e n. 2 dove la diagonale è l'allungamento subito dalla  n. 3.
Conclusioni

Due forze applicate ad uno stesso punto, aventi diversa direzione, sono equilibrate da una forza applicata nello stesso punto che ha la direzione, il verso e l'intensità della diagonale del parallelogramma costruito sulle due  forze.