Calcolo di una trave in legno

Immaginiamo una trave di lunghezza L=3 m appoggiata sulle due estremità, con una forza F=800 N (80 kg circa) applicata al centro.

La trave è in equilibrio statico (non trasla e non ruota), quindi la somma delle forze e la somma dei momenti è uguale a zero. La reazione vincolare degli appoggi A e B vale F/2, perchè la forza F è applicata al centro. La somma algebrica delle forze (tutte verticali in questo caso) vale zero.

Scegliamo come punto per il calcolo dei momenti il punto di applicazione della forza F, per comodità, e calcoliamo il momento di ciascuna forza rispetto a questo punto. Il momento generato dalla reazione vincolare nel punto A ha segno orario e vale F/2*L/2. Il momento generato dalla reazione vincolare B vale -F/2*L/2. I due momenti sono uguali e di segno opposto, quindi la somma è zero e la condizioni di non-rotazione è soddisfatta.

Il momento massimo è al centro della trave e vale F/2*L/2.

Mmax=F*L/4=800 * 3000 /4= 600.000 Nmm

Ipotizziamo che la trave sia di legno (sigma = 30 N/mm2), di sezione 10×10 cm.

Il modulo di resistenza vale: (H^3)/6= 100^3 /6 = 166.666 mm3

Lo sforzo nel materiale (sigma, N/mm2) vale:

sigma=Mmax/W =600.000 / 166.666 = N/mm2 = 3,6 N/mm2

Essendo lo sforzo 3.6 N/mm2 inferiore allo sforzo massimo ammesso per il legno (30 N/mm2), la trave  è in grado di sopportare il carico.