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vìncolo

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Lessico

sm. [sec. XIV; dal latino vincŭlum, da vincīre, legare].

1) Lett., legame.

2) In meccanica razionale, qualsiasi condizione imposta a un sistema materiale S che ne limiti la possibilità di movimento e la capacità di assumere certe posizioni o atti di moto.

3) Fig., obbligo di natura morale o giuridica: sottostare ai vincoli della legge; rompere il vincolo del giuramento; anche rapporto affettivo o sociale che lega due o più persone: vincolo d'amicizia, d'amore.

4) Legame che obbliga il debitore a una determinata attività nei confronti del creditore, che in caso d'inadempienza può soddisfarsi sul patrimonio del primo. In diritto civile e amministrativo vincolo è ogni limitazione dell'attività dei privati posta nell'interesse pubblico: per esempio i vincoli urbanistici, idrogeologici, artistici e paesistici esistenti.

5) Nelle costruzioni, dispositivo che tiene bloccato un corpo solido, limitandone le possibilità di movimento.

Meccanica razionale

Un sistema materiale è costituito da un insieme di punti liberi e vincolati; i vincoli ai quali può essere soggetto un punto possono essere quello di giacere su una data superficie fissa, su una data superficie mobile, su una data linea fissa, o mobile ecc. e ogni vincolo si traduce analiticamente in legami fra le coordinate del punto mobile. Tra i vincoli ai quali obbediscono i punti di un sistema vi sono quelli che traducono e caratterizzano la natura del sistema, come, per esempio, il vincolo di rigidità, e quelli che traducono particolari limitazioni di mobilità imposte a esso nel suo complesso, come, per esempio, la fissità di un punto, di un asse ecc. I vincoli che si impongono a un sistema nel suo complesso e quelli che ne caratterizzano la natura stabiliscono in generale legami tra le 3N coordinate dei suoi punti, per cui la posizione del sistema viene individuata da un numero delle coordinate dei punti del sistema. Le coordinate che sono suscettibili di valori arbitrari, cioè sono indipendenti, vengono dette coordinate libere, o lagrangiane (v. Lagrange). Il numero delle coordinate libere rappresenta il numero dei gradi di libertà del sistema. Se le relazioni fra le coordinate di un sistema, che ne traducano i vincoli, sono tutte poste in termini finiti, cioè non differenziali, il vincolo è detto di olonomia, in caso contrario è detto di anolonomia. Sistemi con vincolo di olonomia sono detti olonomi (per esempio un punto vincolato a una linea, o a una superficie, un cerchio che rotola senza strisciare su una retta del suo piano, i sistemi rigidi ecc.), quelli con vincolo di anolonomia sono detti anolonomi (per esempio una sfera che può rotolare, ma non strisciare su di un piano). Un vincolo è detto esterno se è imposto da sistemi diversi dal sistema considerato, interno se costituisce una restrizione mutua per i punti del sistema; per esempio la condizione di rigidità è un vincolo interno, mentre imporre a un sistema di ruotare intorno a un punto fisso rappresenta un vincolo esterno. Un sistema di n punti Pi è vincolato con un vincolo olonomo bilatero quando tra le coordinate dei punti e il tempo sussistono una o più equazioni del tipo f (x₁, y₁, z₁, x₂, y₂, z₂, ...; t)=0; per esempio se un punto è vincolato a muoversi su un piano le sue coordinate dovranno in ogni istante soddisfare a un'equazione lineare del tipo ax+by+cz+d=0, in cui i coefficienti possono anche essere funzioni del tempo; se invece il punto deve muoversi in uno dei semispazi delimitati dal piano considerato, le sue coordinate devono soddisfare in ogni istante la disuguaglianza ax+by+cz+d>0, o ax+by+ +cz+d<0 e il vincolo è detto unilatero. Analiticamente, i vincoli unilateri vengono quindi espressi da disuguaglianze. Se un vincoli non varia con il tempo è detto scleronomo, in caso contrario reonomo. Quando il vincoli è una superficie, o una linea d'appoggio, secondo che questa sia liscia o scabra si parla di vincolo liscio o scabro. L'effetto di un vincolo sui punti di un sistema è quello di aggiungere alle forze agenti sui punti delle reazioni vincolari che contribuiscono all'equilibrio del sistema o ne rendono il moto compatibile dinamicamente con i vincoli stessi. Un vincolo liscio dà luogo a una reazione vincolare perpendicolare al vincolo, che non presenta cioè una componente tangenziale; la reazione vincolare dovuta a un vincolo scabro ha invece una componente tangenziale.

Costruzioni

Nelle strutture il vincolo assolve alla funzione statica fondamentale di collegare le singole parti tra loro e l'insieme col terreno, consentendo l'azione reciproca di azione e reazione. In un sistema piano, dove tre sono i gradi di libertà, si possono distinguere i vincoli in semplici, doppi e tripli, secondo che siano in grado di impedire uno, due o tre movimenti possibili e cioè la traslazione orizzontale, quella verticale e la rotazione. I vincoli semplici sono l'appoggio e il pendolo, in quanto contrastano un solo movimento (traslazione verticale) consentendo gli altri, ed equivalgono a un'incognita scalare, che è l'entità della reazione, essendo già fissata dal vincolo la direzione. I vincoli doppi sono la cerniera e il doppio pendolo (che costituisce cerniera ideale all'intersezione delle direzioni di reazione), in quanto impediscono entrambe le traslazioni (verticale e orizzontale), consentendo la sola rotazione, ed equivalgono a due incognite scalari. I vincoli tripli sono l'incastro e il triplo pendolo (purché le direzioni delle tre reazioni non convergano in un unico punto), in quanto contrastano qualunque movimento ed equivalgono a tre incognite scalari. Il numero dei vincoli applicati a un sistema e la loro disposizione sono fondamentali per la sua stabilità; infatti un sistema si dice isostatico quando ha un numero di vincoli pari ai suoi gradi di libertà ed è staticamente determinato; iperstatico quando ha vincoli sovrabbondanti rispetto a quelli necessari per l'equilibrio ed è staticamente indeterminato; labile quando ha un numero di vincoli inferiore ai suoi gradi di libertà e non è quindi in condizioni di equilibrio stabile.

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