Molle in serie si comportano come resistenze in parallelo

La colonna interessante è quella dell'energia

Metà della costante per la corsa al quadrato dà 2,5 joule per una molla, 5 per la coppia in serie e 1,25 per la coppia in parallelo — sotto un carico identico di 50 N. Il montaggio morbido accumula quattro volte più di quello rigido, perché l'energia è forza per distanza e il morbido percorre quattro volte più strada. È per questo che una molla lunga e morbida ammortizza meglio di una corta e rigida della stessa taratura: assorbire un dato urto significa immagazzinarne l'energia da qualche parte, e la molla rigida arriva a fine corsa prima di averne presa molta. È anche per questo che un montaggio rigido torna in posizione più in fretta — ha meno da restituire.

Tagliare una molla a metà ne raddoppia la costante

La regola della serie letta all'incontrario lo dice: una molla intera non è che due mezze molle in fila, quindi ogni metà deve essere due volte più rigida dell'insieme. È un dato d'officina davvero utile — una molla troppo morbida si può accorciare anziché sostituire — ed è anche un avviso: una molla tagliata su misura non è più il componente della scheda tecnica. Il carico massimo ammissibile non cambia, ma si raggiunge a metà corsa, e l'energia che la molla accorciata può assorbire prima di arrivare a fondo corsa si è dimezzata. Che le molle elicoidali abbiano le estremità rettificate piane ha un motivo: un taglio grezzo di norma va ripreso prima di appoggiare in squadra.

Domande frequenti

Quando smette di valere la legge di Hooke?

Quando la molla è tesa abbastanza da deformarsi in modo permanente, e assai prima di quanto la maggior parte si aspetti. Fino al limite elastico la forza è davvero proporzionale all'allungamento e la molla torna esattamente alla lunghezza di partenza; oltre, il metallo cede e la molla torna più lunga di com'era, con una costante diversa da lì in poi. Una molla che non regge più il carico nominale di solito è stata tesa troppo una volta, non consumata poco a poco. Il modello lineare cade anche all'altro estremo, quando le spire si toccano: lì la costante non sale dolcemente, diventa praticamente infinita.

Perché la costante è una conduttanza e non una resistenza?

Per quale grandezza è condivisa e quale si somma. In un circuito in serie la corrente è comune e le tensioni si sommano; in una serie di molle la forza è comune e gli spostamenti si sommano. La forza si allinea quindi alla corrente e lo spostamento alla tensione, il che rende la costante elastica — forza per spostamento — la controparte della corrente per tensione, cioè una conduttanza. Fatto l'accoppiamento, il resto segue senza altra riflessione: ciò che si combina in inversi per la conduttanza si combina in inversi per la rigidezza, esattamente nello stesso montaggio.