Storia della meccanica

1. Storia della meccanica I principi prof. Edoardo Rovida

2. I principi • Cos’è la Meccanica • Importanza della meccanica • Perché la storia della meccanica • Evoluzione storica di soluzioni costruttive

3. Cos’è la meccanica • Autore ignoto della Scuola Peripatetica(280 a.C.) • Newton(1687) • Kirchhoff(1876) • Maggi(1896) • Mach(1901)

4. Autore ignoto della Scuola Peripatetica(280 a.C.) • Mechanicha Problemata: Mechaniché è la parte della Techné che assiste l’uomo nel produrre effetti per lui vantaggiosi, ma contrari alla natura • Ad esempio: la leva consente di sollevare un grande peso con un piccolo sforzo

5. Newton(1687) • La scienza dei moti che risultano da forze qualsiasi e delle forze che sono richieste da ciascun moto

6. Kirchhoff(1876) Descrizione semplice e completa dei movimenti che avvengono in natura

7. Gian Antonio Maggi(1896)fisico e matematico(1856-1937) • Descrizione del movimento e deduzione del movimento dalle circostanze capaci di determinarlo e dalle circostanze determinatrici di un movimento supposto

8. Mach (1901) • Osserva, in modo più preciso, che tutti i fenomeni appartengono a tutti i rami della Fisica. Ma, se nello studio del movimento, sono trascurabili, ai fini del movimento stesso, le variazioni termiche, elettromagnetiche, chimiche, ecc., si cade nella Meccanica

9. Importanza della meccanica • Meccanica = protagonista della scienza e della tecnica (La storia della meccanica è una delle branche più importanti della storia della scienza L. de Broglie – Premio Nobel 1929 per la Fisica) • fra le scienze più antiche e legata ai gesti quotidiani • Fino al XVII secolo: si identifica con la Statica • nel tempo si integra con elettrotecnica, idraulica, pneumatica, elettronica, informatica

10. Alcune definizioni • Scienza • Tecnica • Tecnologia

11. Scienza • Lettura del libro della Natura(con Galileo)

12. Tecnica (in greco technè = arte) • Applicazione della scienza alla risoluzione di problemi pratici • Insieme delle operazioni che modificano l’ordine naturale delle cose

13. Tecnologia • Armonia fra teoria e pratica che permette all’ingegnere di progettare una struttura o macchina per un dato scopo, senza bisogno di copiare qualche esempio esistente e adattare i suoi progetti a situazioni per cui non vi è alcun esempio disponibile che offra un confronto…[Rankine 1856]

14. Etica • Mentre la scienza è conoscenza, la tecnica(e la tecnologia) aumentano il potere dell’uomo: si richiede, allora, un’etica che indirizzi le azioni

15. Altre definizioni • Scoperta • Invenzione • Innovazione

16. Scoperta • Prima conoscenza di “qualcosa” che è sempre esistito

17. Invenzione • Introduzione di una tecnica, idea o progetto iniziale • In campo meccanico potrebbe sembrare semplice e relativa ad un ambito limitato • In realtà, la realizzazione di una macchina, anche se apparentemente semplice, comporta concetti e conoscenze ampie e trasversali • Quindi: lo studio di macchine e meccanismi consente di ripercorrere una parte notevole dell’evoluzione del pensiero umano

18. Innovazione • Applicazione di una tecnica o processo che porta a riconoscere le potenzialità di un’invenzione ed a sfruttarla praticamente • È il cuore della trasformazione della società attuale, aumentandone la produttività e l’efficienza • Nell’antichità il progresso è stato lento anche per la diffidenza verso l’invenzione e, quindi, alla difficoltà di trasformare l’invenzione in innovazione

19. Perché la storia della meccanica • Preziosità • Cultura • Tecnica • Estetica • Etica • Formazione • Didattica • Economia

20. Preziosità • I beni culturali, tutti, non sono ripetibili • una volta distrutti, restano, al massimo delle…..bellissime riproduzioni

21. Cultura(1): beni culturali • prodotti dalla cultura dell’essere umano(in contrapposizione ai beni naturali) • possono essere: • Materiali(fisicamente tangibili):macchine, edifici, strumenti • Immateriali(fisicamente intangibili(lingue, dialetti, teorie scientifiche) • messaggi mandati dagli abitanti del passato a noi che, con una decodifica, ricostruiamo il passato • beni culturali scientifico-tecnici= chiave di lettura indispensabile per ricostruire la storia della tecnica, dell’economia, del lavoro….(parti non trascurabili della Storia)

22. Cultura(2) • Unicità della cultura: scienza-tecnica ed umanesimo ne sono due sfaccettature • Cultura senza confronto con la scienza: erudizione di altri tempi • Formazione scientifica senza i valori umanistici: puro addestramento

23. Cultura(3) • Guardare al passato con attenzione critica e riconoscere nei processi evolutivi la condizione essenziale per una migliore consapevolezza dello stato presente • Condizione indispensabile per ogni responsabile progetto del futuro

24. Cultura(4) • Indispensabile, nella costruzione dei “saperi” dell’ingegneria, un ambito culturale “teoria e storia dell’ingegneria” • Ingegnere: deve essere un protagonista di questo processo di integrazione delle culture • Qui: il tassello “storia della meccanica” • Contributo ad “abbattere gli steccati” fra aspetti diversi della cultura, senza però appiattimenti ne nascondendosi le differenze

25. Mosaici di Piazza Armerina

26. Mosaici di Piazza Armerina

27. Carro della Valcamonica(ca 700 a.C.)(animali da traino, costruzione di carri,…)

28. Tecnica • Esame critico delle soluzioni costruttive del passato: fornisce idee utili anche oggi • idee del passato non sviluppate(magari per mancanza di materiali e tecnologie adatte) possono essere riprese oggi • esempi(timone di poppa, Cicerone, Leon Battista Alberti, bicicletta di Leonardo, stilografica di Leonardo , Agronomi, Conservatoire di Parigi, disegni di Giuseppe Belli, Luca Beltrami, schizzi di Vincenzo Lancia, Associazione Agronomi)

29. Timone di poppa(“inventato” dagli Egizi e “riscoperto” nel XIII secolo)

30. Cicerone (106-43 a.C.) • Non conoscere quello che c’è stato prima di noi significa restare sempre bambini

31. Leon Battista Alberti(1404-1472) • …si sono conservati esempi di opere dell’antichità, come teatri e templi, da cui, come da insigni maestri, molto si può apprendere...

32. Bicicletta di Leonardo(XVI secolo) • Leonardo inventa una bicicletta molto simile a quella attuale, con trasmissione a catena • la trasmissione a catena, poi dimenticata, viene ripresa solo a fine ‘800

33. Stilografica di Leonardo (XVI secolo) • Un disegno di Leonardo rappresenta una penna molto simile ad una stilografica di oggi • Leonardo l’avrebbe anche realizzata(studi calligrafici dimostrerebbero che il tratto è continuo e non con le interruzioni necessarie per intingere il pennino nel calamaio)

34. Conservatoire di Parigi • Il Conservatoire(primo museo scientifico-tecnico moderno - 1794-) era stato proposta da Cartesio(XVII secolo) con l’idea di presentare ai progettisti le evoluzioni della macchine in ordine cronologico, per stimolare la creatività dei progettisti)

35. Comte(XIX secolo) • Per comprendere a fondo l’essenza di una scienza, è necessario conoscerne la storia

36. Generatore elettrostatico “ad attuazione” di Belli(1831)(anticipazione del “metodo delle freccie” – individuazione dei materiali in sezione)

37. Apparecchio per esperienze sull’elettricità voltiana di Belli(1840)(anticipazione del “metodo delle freccie – indicazione dei materiali in sezione)

38. Duplicatore di Belli(1838) (anticipazione del “metodo delle freccie”)

39. Macchina pneumatica di Belli(1827) (anticipazione della rappresentazione schematica)

40. Scaricatore doppio di Belli ed elettroscopio di Bohnenberger (1838) (commistione di proiezioni ortografiche ed assonometriche)

41. Strumento progettato da Belli(1842)(approccio alla schematizzazione)

42. Disegni di fisica di Belli(1838)(spigoli nascosti indicati con linee a tratti; indicazione dei materiali in sezione)

43. Luca Beltrami [Per la difesa deinostri monumenti 1902] • Facciamo un poco di economia nei richiami retorici alla grandezza della Patria, alle sue memorie, al suo passato; non risparmiamo, invece, le nostre cure, le nostre forze per custodire e trasmettere gelosamente i testimoni della nostra grandezza

44. Proverbio portoghese • Un Paese, come una pianta, diventa grande se sa proteggere e conservare le proprie radici

45. Sospensioni di Vincenzo Lancia(ca 1920) anticipano soluzioni di 20 anni dopo

46. Brevetto Fiat(1926) (anticipa la sospensione McPherson degli anni ’50)

47. Brevetto tedesco(1940)(sistema meccanico di variazione di altezza da terra del corpo vettura)

48. Brevetto tedesco(1943) (sospensione pneumatica)

49. Carrozzella per disabili • Stephen Farfler (1655), inventò la prima sedia a rotelle direttamente azionata dall’invalido , utilizzando un sistema ad ingranaggi applicato alla ruota anteriore e azionato da due manovelle.

50. Carrozzella per disabili • Il sistema di autopropulsione viene “dimenticato” e ripreso solo con l’introduzione degli anelli di spinta (1881)