SCIENZE E TECNOLOGIE APPLICATE
LA MECCANICA
STORIA DELLA MECCANICA
• STORIA DELL’UMANITA’
• SVILUPPO DELLA CIVILTA’ COME
CAPACITA’ DI FABBRICARE OGGETTI
NON PRESENTI IN NATURA.
I MATERIALI….
ETA’ DELLA PIETRA
ETA’ DEL RAME
ETA’ DEL BRONZO
ETA’ DEL FERRO
ETIMOLOGIA E SIGNIFICATO
‘ MECCANICA‘ DAL GRECO :
FARE DELLE MACCHINE
 MOTIVAZIONE E’ IL
BENESSERE DELL’UOMO
EVITARE LA FATICA
EVITARE, DA PARTE DIRETTAMENTE
DELL’UOMO, LE AZIONI RIPETITIVE E
TEDIOSE
ESSERE IN GRADO DI PRODURRE
OGGETTI EGUALI PIU’ RAPIDAMENTE
UTILIZZARE ELEMENTI
NATURALI E PRINCIPI FISICI
ESEMPI DI “SEMPLICI MACCHINE” CHE ANCORA OGGI VENGONO USATE
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RUOTA
FUNE
LEVA
CARRUCOLA
PIANO INCLINATO
CUNEO
VITE
NORIA
RUOTA
UN DISPOSITIVO CHE CONSENTE LA
ROTAZIONE RISPETTO AD UN ASSE
CENTRALE FISSO PERMETTENDO DI
RIDURRE SIGNIFICATIVAMENTE
L’ATTRITO DURANTE IL MOVIMENTO DI
‘ROTOLAMENTO PURO’ CHE CONSENTE
ALLA RUOTA STESSA DI PROCEDEREIl
moto di un punto della ruota segue una
traiettoria che è chiamata CICLOIDE il punto
centrale dell’asse si muove di moto rettilineo
Istantaneamente il moto della ruota rispetto
alla retta su cui procede è un moto di
istantanea rotazione, cioè il punto di contatto
della ruota sulla strada ha istantaneamente
velocità di traslazione nulla rispetto alla
strada. L’attrito della ruota sulla strada ha
caratteristiche di attrito statico.
Ruota a raggi risalente al 2000
a.C. esposta al Museo
Nazionale dell'Iran, a Teheran
RUOTA LENTICOLARE
Bicicletta usata da Moser nel 1984
LA FUNE
• E’ UN ELEMENTO CHE CONSENTE DI ESERCITARE
UNA AZIONE DI TRAZIONE, ADATTANDO E
MODIFICANDO LA DIREZIONE DELLA STESSA
AZIONE GRAZIE ALLA FLESSIBILITA’ DELLE SUE
FIBRE.
LEVA
CONSENTE DI MODULARE LE AZIONI UTILIZZANDO IL MOMENTO
DI UNA FORZA CIOE’ QUELLA GRANDEZZA VETTORIALE
OTTENUTA DAL PRODOTTO DI UNA FORZA PER LA DISTANZA
DELLA RETTA DI APPLICAZIONE DELLA FORZA RISPETTO A
QUEL PUNTO (CHIAMATO FULCRO)
CARRUCOLA
• E’ COSTITUITA DA UNA PULEGGIA SU CUI E’ AVVOLTA UNA FUNE
.
• NEL CASO DELLA CARRUCOLA FISSA LA STESSA E’
SOLIDAMENTE VINCOLATA ED è POSSIBILE MODIFICARE
FACILMENTE LA DIREZIONE DI APPLICAZIONE DELLA STESSA
FORZA CON MINIMO DISPENDIO D’ENERGIA IN ATTRITI
ESSENDO LA PULEGGIA MONTATA SU UN CUSCINETTO O
BRONZINA
• NEL CASO DELLA CARRUCOLA MOBILE UNO DEI CAPI DELLA
FUNE E’ BLOCCATO MENTRE LA STESSA CARRUCOLA, A CUI
VIENE APPLICATA UNA FORZA, PUO’ LIBERAMENTE
MUOVERSI.
LA FORZA APPLICATA ALLA CARRUCOLA PUO’ ESSERE
EQUILIBRATA DA UNA FORZA DI MODULO META’. SI PUO’
QUINDI OTTENERE UN VANTAGGIO MOLTIPLICANDO LA
FORZA A DISPOSIZIONE PER 2, NATURALMENTE PER
SPOSTARE UN CARICO DI UNA DISTANZA SI DOVRA’
ESERCITARE L’AZIONE PER UNA DISTANZA DOPPIA.
PIANO INCLINATO
• UTILIZZATO FIN DALL’ANTICHITA’ PER SPOSTARE
MATERIALI DA COSTRUZIONE PERMETTE DI
MODULARE L’INTENSITA’ DELLA FORZA
NECESSARIA A SPOSTARE UN CARICO IN ASSENZA
DI ATTRITO A SECONDA DELL’ INCLINAZIONE
DELL’ANGOLO ALLA BASE DEL PIANO INCLINATO
STESSO.
CUNEO
• IL PRINCIPIO UTILIZZATO E’ SIMILE A QUELLO DEL
PIANO INCLINATO. UNA AZIONE DI SPINTA SULLA
TESTA DEL CUNEO DETERMINA UNA AZIONE DI
SPINTA LATERALE SULLE FACCE CHE PERMETTE
L’APERTURA DI UN VARCO.
• ESEMPI ASCIA, CUNEO SPACCALEGNA,
SCALPELLO.
VITE
• ANCHE LA VITE OPERA UTILIZZANDO IL PRINCIPIO
DEL PIANO INCLINATO NELLA SUDDIVISIONE DELLE
FORZE
• LE PARTI ESSENZIALI SONO LA TESTA, IL
NOCCIOLO, IL FILETTO.
• E’ CARATTERIZZATA DAL DIAMETRO DEL NOCCIOLO
ED ESTERNO E DAL PASSO, CIOE’ DALLA DISANZA
FRA DUE PUNTI OMOLOGHI DI FILETTI ADIACENTI.
• LA VITE OPERA COME ORGANO DI COLLEGAMENTO
FRA CORPI RIGIDI O COME ORGANO DI MANOVRA \
REGOLAZIONE.
TRASPORTATORE A VITE DI ARCHIMEDE
VITE A RICIRCOLO DI SFERE
• La vite a ricircolo di sfere è un tipo di vite, così chiamata in quanto
tra la vite e la chiocciola vengono inserite sfere di acciaio che hanno
il compito di trasformare l'attrito radente in attrito volvente.
All'interno della chiocciola è ricavata una scalanatura
elicoidale a sezione emisferica avente lo stesso passo
della vite ma diametro medio alquanto superiore.
• Noria
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
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La noria è una ruota idraulica che ha la funzione di sollevare acqua sfruttando la
corrente di un corso idrico. Il nome è spagnolo, a sua volta derivato dall'arabo
<N-‘-R>, vociare, zampillare.
È costituita da una grande ruota, del diametro di alcuni metri (20 metri quella
presente ad Hama in Siria), pescante con la parte inferiore in un fiume o canale.
Sulla ruota sono montate delle pale per mezzo delle quali la noria è messa in
rotazione dalla corrente d'acqua, e dei secchi o tazze che si riempiono d'acqua.
Quando i secchi giungono nella parte superiore della ruota svuotano il loro
contenuto in una vasca di raccolta.
L'origine della noria sembra essere collocabile in Mesopotamia in un periodo
databile intorno al 200 a.C. ed è stata molto diffusa e migliorata nel mondo
islamico dagli ingegneri meccanici.
Le fontane della reggia di Versailles erano un tempo alimentate da una
installazione di norie sulla Senna denominata la Macchina di Marly dal nome
della località della Senna vicino a cui era installata la macchina.
Norie sul fiume Oronte presso Hama, in Siria
COSTRUIRE UTENSILI E STRUMENTI
 E’ STORICAMENTE UN’ATTIVITA’ MECCANICA
 INTAGLIARE IL LEGNO, SCOLPIRE LA PIETRA NECESSITANO
LA SELEZIONE E LA CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI IN
FUNZIONE DELLA DUREZZA
 IMPLICANO LA CAPACITA’ DI COSTRUIRE UNO STRUMENTO
OD UTENSILE ADEGUANDONE LE CARATTERISTICHE PER
RENDERLO APPROPRIATO ALLA LAVORAZIONE DA ESEGUIRE
FONDERE IL METALLO
 NECESSITA’ DI SCEGLIERE IL COMBUSTIBILE E LA
TIPOLOGIA DI FOCOLARE PER RAGGIUNGERE LA
TEMPERATURA NECESSARIA ALLA FUSIONE.
 RICERCA DEL MATERIALE DEL CROGIOLO
FORGIARE IL METALLO PER ASSUMERE LA
FORMA VOLUTA
• COMBINAZIONE DELLA TEMPERATURA ELEVATA
CON L’AZIONE MECCANICA
• APPRONTAMENTO DI UTENSILI APPROPRIATI PER
LA LAVORAZIONE STESSA
MODIFICARE LE CARATTERISTICHE DEL MATERIALE:
• STUDIO DEI TRATTAMENTI CHE CONSENTONO DI
AUMENTARE LA DUREZZA ESEMPIO LA TEMPRA
• STUDIO DELLE CARATTERISTICHE DELLE VARIE LEGHE
(BRONZO )