pptx - Atuttascuola

Report
 Le macchine semplici sono macchine che non
possono essere scomposte in macchine
ancora più elementari
 Sono le macchine che erano già disponibili
nell’antichità
 Si basano sulla sola forza muscolare col
principio di amplificazione della forza con
espedienti meccanici
 Un qualsiasi dispositivo atto a vincere una
forza (resistenza) con la sola forza muscolare
(potenza) è detta macchina semplice










Sono macchine semplici:
Carrucole
Leva
Piano inclinato
Ingranaggi dentati
Manovella
Cuneo
Catene
Cuscinetti
Molla
Primo
seme: sussidiario
per la
 Macchina semplice1949
che
consiste
in un
quinta classe elementare. 4/4: le leve
corpo rigido (di norma costituito da una
sbarra) girevole intorno a un asse fisso
(detto fulcro) e soggetto all’azione di
due forze tradizionalmente dette l’una
potenza (la forza muscolare) e l’altra
resistenza (la forza che occorre vincere)
La distanza fra la
resistenza e il fulcro
prende il nome di braccio
della resistenza
La distanza fra il fulcro e la
potenza prende il nome di
braccio della potenza
Potenza
resistenza
Braccio della
resistenza br
Braccio della
potenza bp
P
Asta rigida
R
Fulcro
Fonte matematicaweb.it
Fonte matematicaweb.it
Fonte matematicaweb.it
 Nelle leve la lunghezza dei bracci della potenza e della
resistenza sono altrettanto importanti dei valori di
quest’ultimi
 In una condizione di equilibrio bisogna tener conto di
entrambi i valori
 L’equilibrio si ottiene quando il braccio
della potenza per la potenza è uguale
alla resistenza per il braccio della
resistenza
oppure
 Esistono tre tipi di
leva
1. Leve di primo genere
2. Leve di secondo
genere
3. Leve di terzo genere
Fonte immagini Fisica.Cattolica.Info
 Possono essere vantaggiose, svantaggiose o
indifferenti a seconda della lunghezza dei bracci della
potenza e della resistenza
 Per definizione sono sempre vantaggiose
 Per definizione sono sempre svantaggiose
1922
Quale forza occorre applicare per equilibrare una forza
di 500 N sapendo che il braccio della resistenza è di 30
cm e quello della potenza di 100 cm?
incognita
Legge delle leve Risolta rispetto a P
Il piano inclinato è una macchina
Galilei «Le Meccaniche»
semplice che mi consente di far salire
un’oggetto con una forza minore di
Pf
PEf
quella del suo peso
h
PEp
Come si vede nella figura la grande
l
PE
PF
massa E è equilibrata dalla piccola massa
F, come mai?
Vediamo quali sono gli elementi che abbiamo a in figura: la
lunghezza l del piano inclinato, altezza h, il peso di E e il peso di F
PE può essere scomposta in due componenti, una che la fa
rotolare verso il basso Pef (parallela al piano inclinato) e una
perpendicolare al piano (che non ha alcuna influenza sul
nostro problema e può essere trascurata)
Per mantenere il corpo in equilibrio basta equilibrare questa
forza che è minore di P perciò il piano inclinato è vantaggioso
Per motivi che risulteranno chiari
alle scuole superiori e per non
andare troppo oltre rispetto a ciò
che è richiesto ad un corso di
scuola media possiamo
concludere che la condizione di
equilibrio è data dalla relazione:
Perciò il piano inclinato sarà
tanto più vantaggioso quanto
più sarà lungo
 La vite è una macchina semplice che deriva dal piano
inclinato, come possiamo verificare arrotolando un
triangolo rettangolo di carta attorno a una matita:
l’ipotenusa del triangolo costituisce il piano inclinato
che si arrotola attorno alla matita, proprio come una
vite.
 Lo sforzo da compiere per far penetrare una vite è
tanto minore quanto più piccolo è il suo passo, ossia
la distanza tra due spire successive.
 Il cuneo, formato dall’unione di due piani inclinati,
scompone la potenza in due direzioni, perpendicolari
ai due piani che lo costituiscono; nel materiale in cui è
inserito, per esempio un ceppo di legno, vengono
quindi applicate due forze divergenti.
 Il cuneo è una macchina vantaggiosa, perché la
potenza è sempre inferiore alla resistenza alla
resistenza.
 Sfruttano lo stesso principio del cuneo tutti gli utensili
che servono per spaccare o per tagliare, come le asce
e le lame dei coltelli.
 La carrucola serve per sollevare pesi
 Si tratta di una particolare leva di primo genere
costituita da un disco girevole solcato intorno al quale
viene fatta passera una fune
 La resistenza è il peso e la forza applicata è la potenza
per sollevarlo
 Dalla seguente figura si vede come essa sia una leva
indifferente
 Si tratta comunque di uno strumento utile perché
permette di far cambiare di verso ad una forza e di
sfruttare il perso del corpo per far salire un oggetto
Fonte:Ivolda Vòllaro, "Natura senza misteri",
osservazioni ed elementi di scienze naturali
per la scuola media (volume II), Bergamo,
Minerva Italica, 1968
 La carrucola mobile utilizza un sistema di carrucole di
cui una è fissa e le altre sono mobili
 Si tratta di una leva di secondo genere con la
resistenza situata fra il fulcro e la potenza perciò è
sempre vantaggiosa
 Nel caso più semplice della carrucola doppia si ha che
il braccio della potenza è il doppio di quello della
resistenza perciò basta un forza di 50 N per
equilibrarne una di 100 N
 L’aggiunta di ulteriori carrucole contribuisce a far
diminuire la forza necessaria per sollevare un corpo
 Finalmente non è da passare sotto silenzio
quella considerazione, la quale da principio si
disse esser necessaria d'avere in tutti
gì'instrumenti mecanici: cioè, che quanto si
guadagna di forza per mezo loro, altrettanto si
scapita nel tempo e nella velocità. Il che per
avventura non potria parere ad alcuno così vero
e manifesto nella presente speculazione; anzi
pare che qui si multiplichi la forza senza che il
motore si muova per più lungo viaggio che il
mobile.
 Galileo Galilei «Le Meccaniche» 1594

similar documents