La leva è una macchina semplice che consiste in un'asta rigida capace di ruotare
attorno ad un punto fisso chiamato FULCRO CHE è soggetto all’azione di due
forze tradizionalmente dette l’una POTENZA e l’altra RESISTENZA
La distanza fra la resistenza e il fulcro
La distanza fra il fulcro e la potenza
prende il nome di
prende il nome di
BRACCIO DELLA RESISTENZA (R)
BRACCIO DELLA POTENZA (P)
Potenza
resistenza
Braccio
della
resistenza br
Braccio della
potenza bp
P
Asta rigida
R
Fulcro
Creiamo una leva con un righello e del cordoncino e utilizziamo le monetine
come forza-peso per RESISTENZA E POTENZA
Alla fine dell’attività di laboratorio compiliamo insieme la seguente tabella:
BRACCIO DELLA POTENZA
BRACCIO DELLA RESISTENZA
DA QUALE PARTE
PENDE LA RIGA?
NUMERO DI MONETE
DISTANZA
FULCRO
NUMERO DI MONETE
DISTANZA
FULCRO
4
2 cm
4
4 cm
resistenza
4
5 cm
4
3 cm
potenza
4
2 cm
4
2 cm
equilibrio
4
2 cm
2
4 cm
equilibrio
Quale condizione deve verificarsi affinché la riga sia in equilibrio?
Numero di monete x cm = numero monete x cm
ANALIZZANDO I DATI RACCOLTI SI ARRIVA ALLA SEGUENTE UGUAGLIANZA:
P x bp = R x br
E QUINDI ALLA SEGUENTE PROPORZIONE:
P : br = R : bp
Possiamo affermare che:
L’equilibrio si ottiene quando il braccio della potenza
per la potenza è uguale alla resistenza per il braccio
della resistenza
E quindi:
Prima di andare avanti chiariamo la definizione di forza
Una forza è ogni cosa che può modificare lo
stato di quiete o di moto di un corpo o che può
anche deformarlo
CONTINUA
LE LEVE
APPROFONODISCI
LE FORZE
Le leve possono essere:
Una leva è vantaggiosa quando bp è più lungo di br
In una leva vantaggiosa per sollevare un certo peso (R) è
sufficiente una forza inferiore (P) del peso da sollevare.
R
br
bp > br
Una leva è svantaggiosa quando br è più lungo di bp
In una leva svantaggiosa per sollevare un certo peso (R) è
necessaria una forza maggiore (P) del peso da sollevare.
br
bp < br
R
Una leva è indifferente quando bp è lungo come br
In una leva indifferente per sollevare un certo peso (R) è
sufficiente una forza (P) uguale a quel peso.
br
R
bp = br
ESISTONO TRE TIPI DI LEVA
Di definiscono leve di primo genere quelle leve in cui
il fulcro si trova sempre fra la potenza e la resistenza.
Possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti a seconda della
lunghezza dei bracci della potenza e della resistenza
Di definiscono leve di secondo genere quelle leve in cui il la
resistenza si trova sempre fra il fulcro e la potenza
R
P
Per definizione sono sempre vantaggiose
P
R
F
Di definiscono leve di terzo genere quelle leve in cui
la potenza si trova sempre fra il fulcro e la resistenza
R
Per definizione sono sempre svantaggiose
R
P
P
Il piano inclinato è una macchina semplice che mi
consente di far salire un’oggetto con una forza
minore di quella del suo peso…
...quindi è particolarmente utile nel sollevamento di corpi
pesanti.
Un esempio tangibile dell’applicazione di questa macchina
semplice si ha ad esempio nelle rampe di accesso ad enti
pubblici per la riduzione delle barriere architettoniche
La forza peso F (Resistenza) che corrisponde alla
diagonale del parallelogramma può essere
scomposta in una forza F1 parallela al piano inclinato e
una forza F2 ad essa perpendicolare. La componente
F2 essendo perpendicolare al piano inclinato, non ha
alcuna influenza sullo sforzo (Potenza) per far risalire
l’oggetto, quindi bisogna vincere solo la componente
F1 parallela al piano inclinato che è minore dell’intera
F1
F
F2
forza peso F.
Il PIANO INCLINATO è una macchina vantaggiosa
video
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
La vite è una macchina semplice che deriva dal piano inclinato, 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.
La carrucola è da considerarsi una particolare leva di primo
genere costituita da un disco girevole solcato intorno al
quale viene fatta passera una fune:
• Il fulcro corrisponde al perno
• La resistenza è il peso da sollevare
• La potenza è la forza applicata è per sollevarlo
La carrucola è una leva indifferente
Si tratta comunque di uno strumento utile perché permette di
sollevare un peso tirando una corda dall’alto piuttosto che piegare
la schiena e portarlo dal basso verso l’alto
Il verricello è una macchina semplice costituita da un
tamburo cilindrico, ad asse orizzontale, intorno al quale
si avvolge una fune o una catena in virtù della rotazione
R
di una ruota o manovella
L’argano è invece un verricello ad asse verticale usato
prevalentemente per spostare carichi molto consistenti
Entrambe la macchine sono leve di 1° genere sempre
vantaggiose perché il braccio della potenza (braccio della
manovella) è sempre maggiore rispetto al braccio della
resistenza
Una forza è ogni cosa che può modificare lo stato di
quiete o di moto di un corpo o che può anche
deformarlo
Esempio
Prendiamo un’automobilina giocattolo e leghiamola ad uno spago.
Finche non tiriamo, il giocattolo rimane fermo; ma se tiriamo lo spago il giocattolo si muove
Su di un corpo agiscono due o più forze, sommando i loro effetti agiscono
come una sola forza detta forza risultante che si indica con una
R.
La forza risultante si ottiene combinando tra loro i vettori che rappresentano
le diverse forze componenti.
La risultante di due forze concordi è una forza che ha lo
stesso punto di applicazione ,la stessa direzione, lo stesso
verso delle forze componenti e per intensità la somma
delle loro intensità.
La risultante di due forze discordi è una forza che ha
lo stesso punto di applicazione, la stessa direzione
delle forze componenti, lo stesso verso della forza
maggiore e per intensità la differenza delle loro
intensità.
Un vettore è un elemento geometrico rappresentato da un segmento
orientato, munito cioè di una freccia in una delle sue estremità, e
caratterizzato da quattro elementi:
modulo: rappresenta la lunghezza del vettore;
direzione: la retta su cui giace il vettore;
verso: il verso è indicato dalla punta della freccia;
punto di applicazione: il punto da cui parte il vettore
opposte
-
F1 = F 2
F1- F2= 0
Se i ragazzi della figura impiegano
la stessa forza nel tirare la corda,
Le due forze si bilanciano e la forza
risultante è nulla: si ha una
condizione di equilibrio e di fatto
non si verifica nessuno spostamento
Se le forze hanno lo stesso punto di
applicazione ma verso e direzioni
differenti, la risultante si trova con la
«regola del parallelogramma»
CONTINUA
LE LEVE
IL PIANO
INCLINATO