Questo apparecchio viene utilizzato per lo studio dell’elasticità di torsione. La barra di materiale da esaminare viene bloccata: da un lato al manicotto fisso N e dall’altro lato T ad un manicotto girevole, solidale con la ruota E, nella cui gola passa una fune recante il peso P. Il momento di questa forza determina la torsione, il cui angolo è misurato dall’indice D davanti al quale passa la graduazione tracciata sulla ruota E; mentre l’altro indice C serve a verificare la perfetta immobilità della sezione relativa all’altra estremità della barra.
Il momento delle forze di reazione del materiale cresce via via fino ad essere uguale ed opposto al momento torcente prodotto dal peso P: allora si stabilisce l’equilibrio e l’angolo ω di cui è ruotata la sezione estrema si chiama angolo di torsione.
Operando su varie barre cilindriche e con pesi diversi, l’esperienza fornisce i seguenti risultati: l’angolo di torsione ω è:
- proporzionale al momento Pρ della forza (essendo ρ il raggio della ruota E)
- proporzionale alla lunghezza L della barra sottoposta a torsione
- Inversamente proporzionale alla quarta potenza del raggio r , se la sezione della barra è circolare
che equivale a scrivere:
dove σ è un coefficiente che varia col materiale costituente la barra e con le sue condizioni fisiche e prende il nome di coefficiente di torsione.
La precedente espressione può essere messa nella forma:
indicando con c il fattore σr4/L i quale è costante per la stessa barra. Questa relazione mostra che il momento della forza torcente, e quindi il momento delle forze elastiche che le fanno equilibrio, è in ogni istante proporzionale all’angolo della torsione.