P R O F I C a r s & D r i v e s P R O P O S T E D I AT T I V I TÀ
Forza Eolica
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Propulsore a Palloncino
P. 14
Barra Flettente
P. 15
Motore ad Elastico
P. 16
Motore a Molla
P. 17
Veicolo a Tre Ruote
Buggy
P. 17
P. 17
Veicolo con Sterzo
P. 18
Fuoristrada con Sterzo e Sospensioni a Molla
P. 18
Fuoristrada con Motore a Molla
P. 19
Fuoristrada Telecomandato
P. 20
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ITA
Contenuto
ITA
P R O F I C a r s & D r i v e s P R O P O S T E D I AT T I V I TÀ
"Ciao,
permettimi di presentarmi:
sono la tua guida fischerrtechnik e ti
accompagnerò attraverso questo libretto illustrativo.
Come puoi vedere dalle fotografie in questa pagina,
insieme costruiremo diversi modellini, ciascuno dotato
di una propria caratteristica specifica. Spero che
ti divertirai un sacco a costruirli tutti
quanti!"
P R O F I C a r s & D r i v e s P R O P O S T E D I AT T I V I TÀ
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scoperto che le più antiche testimonianze di un
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buggy a vela sono state trovate nella tomba di un
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ITA
Forza Eolica
Faraone Egizio. Amenemhat, così si chiamava il
Faraone, potrebbe aver corso per il deserto su questo
veicolo che si muoveva grazie ad una vela, circa 4.000
anni fa!" L’immagine qui a fianco illustra un veicolo
con vela a propulsione eolica.
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Dir
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La superfice su cui corrono i buggy o i tricicli a vela,
el b
come ad esempio la sabbia, comporta una resistenza
ugg
ya
vela
all’avanzata del veicolo. La forza trainante (o propulsiva)
che permette di superare questa resistenza è la forza prodotta
dal vento che soffia sulla vela. Questo modellino fischertechnik dimostra che l’energia eolica può
essere utilizzata come energia propulsiva: costruiscilo seguendo le istruzioni di montaggio.
■ La vela inclusa in questo modello permette all’energia eolica di muovere il veicolo. La
raffigurazione grafica mostra che il vento può essere sfruttato al meglio quando la vela è inclinata.
Il vento colpisce la superficie della vela, spingendo il veicolo in avanti. Se il vento soffia dal lato
opposto, è necessario cambiare la posizione dellla vela. Il movimento del veicolo genera un vento
di prua, o vento relativo.
Attività 1
Usa un cronometro per misurare i diversi tempi regisatrati dal veicolo per percorrere
una data distanza, con la vela in posizioni diverse.
Attività 2
Misura il tempo impiegato dal veicolo per percorrere una data distanza, variando
forza e velocità del vento che soffia sulla vela. Per far ciò, utilizza un phon (o un
ventilatore) che possa essere settato su diverse velocità.
13
...più di 4.000 anni fa
ITA
Propulsione con
Palloncino
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■ È possibile muovere un veicolo senza l’impiego di un motore o di batterie, ma utilizzando
solamente un palloncino? Scoprilo grazie a questo modello!
Attività 1
Gonfia un palloncino e lascialo andare. Vedrai che il palloncino volerà via seguendo
un percorso non controllabile.
escono dal palloncino, spingendolo in avanti. Ciò produce una reazione, o
Le molecole d’aria
d
rinculo. Poiché
il palloncino non è guidato, si muove nell’aria in modo incontrollabile finché
Poi
non
no si svuota quasi del tutto e quindi cade a terra.
■ Costruisci
il modello come descritto nelle istruzioni di montaggio.
Cos
Attività 2
Ora gonfia il palloncino sul modello. Posiziona il veicolo su di una superficie liscia e
quindi apri l’estremità del palloncino. Osserva come reagisce il modellino.
Quando apri l’estremità del palloncino, l’aria fuoriesce. La forza dell’aria in uscita agisce in
direzione opposta sul modello: il tuo veicolo perciò si muoverà per reazione all’aria in uscita.
I razzi sono lanciati nello spazio utilizzando la stessa forza reattiva.
Attività 3
Gonfia il palloncino con diverse quantità d’aria e osserva quanta stada percorre di
volta in volta il veicolo. Si muove più velocemente quando l’aria nel palloncino
si sta esaurendo?
 Sì
 No
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Veicolo a Barra
■ L’utilizzo di barre flettenti associate a veicoli
risale a molto tempo fa. Anche allora piccoli
oggetti , come sassi o frecce, venivano scagliati
ad elevatissime velocità usando l’energia
meccanica che questi modelli sono in grado
di produrre. La figura qui a fianco mostra, ad
esempio, una catapulta utilizzata nel Medioevo.
Una grossa pietra veniva messa in un cestino e
le corde venivano poste in tensione mediante
un verricello fino a flettere all’indietro la barra.
Dopo aver rimosso un chiavistello la barra
scattava rapidavente in avanti, verso la sua
posizione originaria, lanciando la pietra a grande distanza.
Flettente
■ Costruisci il veicolo a barra flettente seguendo le istruzioni di montaggio.
Attività 1
Lasciare che il veicolo si sposti per una certa distanza.
Per fare ciò infilare la stringa blu attraverso l’apposita
pposita apertura
nell’asse. Poi, tirando il veicolo all’indietro, avvolgere la
stringa intorno all’asse, mettendo in tensionee
la molla flessibile.
Quando si lascerà andare il veicolo la barra
flettente tornerà in posizione verticale.
Inoltre la stringa si srotolerà dall’asse, causando il movimento del veicolo.
Attività 2
Usa un cronometro per misurare il tempo e la distanza di percorrenza su diverse superfici,
come la moquette o le piastrelle. Quale materiale permette al veicolo di spostarsi il più
lontano/velocemente possibile? Assicurarsi che la barra flettente sia egualmente tesa ad
ogni prova.
Superficie Percorsa
Tempo
ITA
Distanza
Moquette
Piastrelle
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ITA
Motore ad
Elastico
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■ In un motore ad elastico, una fascetta elastica è attacca a
due punti fermi che la tengono in tensione. L’energia viene
immagazzinata quando si mette in tensione l’elastico e
viene rilasciata non appena la fascetta elastica viene
liberata. "Ho scoperto che un ingegnere francese
chiamato Alphonse Pénaud inventò il motore ad
elastico nel 1870. Azionò infatti diversi modellini di
aeroplani con questa tecnica di propulsione e
questi volarono grazie alla forza generata dalla
fascetta elastica.”
La “forza di tensione” che si esercita sulla fascetta
elastica è proporzionale alla distanza percorsa.
Attività 1
Tendere una fascetta elastica e rilasciarla. Per tendere la fascetta dovrai esercitare
una certa forza. Questa forza verrà liberata quando la fascetta elastica scatterà
in avanti.
■ Questo è lo stesso principio
sfruttato dal tuo modellino con
motore ad elastico. Costruisci il modello
dello
seguendo le istruzioni di montaggio. La fascetta elastica
lastica va in
tensione quando il perno posteriore - a cui è fissata - viene spostato indietro.
Quando il perno verrà rilasciato la fascetta elastica ritornerà
originale,
nerà alla sua lunghezza originale
e ciò comporterà il movimento del veicolo.
Attività 2
Utilizza il tuo modellino per capire come funziona un motore ad elastico. Osserva la
velocità del veicolo: quando raggiunge il picco massimo?
P R O F I C a r s & D r i v e s P R O P O S T E D I AT T I V I TÀ
■ Cosa doveva fare Leonardo da Vinci con un
motore a molla? Nei suoi disegni ha lasciato un
abbozzo di veicolo a tre ruote caratterizzato da
un motore che prevedeva diversi componenti,
come molle di legno e ingranaggi. Le molle
avrebbero dovuto essere messe in tensione dalla
forza muscolare. Poi, una volta tolto un fermo,
l’energia “immagazzinata” dalle molle sarebbe stata
trasferita alle ruote motrici.
■ Costruisci il tuo veicolo a tre ruote con l’aiuto
delle istruzioni di montaggio. Quando lo monti, assicurati che il motore sia messo nella corretta
posizione. La freccia nel vano motore indica la direzione nella quale si sposterà poi il veicolo. Il
motore a molla contenuto nel set può essere caricato tirando indietro il mezzo. A questo punto,
se lo si rilascia, il veicolo comincerà a muoversi.
ITA
Motore a Molla
Veicolo a Tre Ruote
Cosa accade nel motore? Il motore è composto di ingranaggi,
sa
assi, una molla, e una custodia. La molla viene tesa
nella stessa maniera in cui viene caricato un
orologio. Quando il veicolo viene rilasciato
la molla si allenta, trasferendo l’energia
accumuilata agli ingranaggi e quindi alle ruote.. Ciò fa muovere il
veicolo.
Attività1
Quanto lontano riesce ad arrivare il tuo modellino a tre ruote? Paragona la velocità di
questo veicolo con quella del buggy, che costruirai in un secondo momento. È vero
che, caricando egualmente i due motori, il modellino a quatto ruote percorre una
distanza inferiore rispetto al modellino a tre ruote, a causa del maggiore attrito
a cui è sottoposto?



 Vero  Falso
Attività 2
Paragona i due modellini. Che vantaggi e svantaggi ha il veicolo a tre ruote rispetto al
buggy? Cosa puoi osservare, ad esempio, in merito alla stabilità direzionale dei due
mezzi?
Buggy
■ Come già detto, adesso puoi costruire un veicolo a quattro ruote con motore a molla. Utilizza
le istruzioni di montaggio per costruire il buggy ed eseguire le due attività proposte in
questa pagina.
1
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ITA
Veicolo con
Sterzo
P R O F I C a r s & D r i v e s P R O P O S T E D I AT T I V I TÀ
■ Con questo modello potrai determinare la direzione
verso la quale viaggerà il tuo veicolo, grazie all’aiuto di
un sistema sterzante, meglio conosciuto come perno
di sterzaggio o sterzo di Ackermann. Costruisci il
modello come descritto nelle istruzioni di montaggio
e guarda come funziona! Il sistema sterzante fu inventato
to nel 1816
da un costruttore di carrozze di Monaco che si chiamavaa
Georg Lankensperger. Il suo funzionamento è piuttosto semplice: una doppia struttura
trapezoidale è usata per permettere alla macchina di affrontare le curve. Questa struttura è
composta da: un asse, un tirante e da due bracci dello sterzo (bracci pitman).
sterzo di Ackermann
Asse Braccio dello sterzo
Tirante
Il volante è collegato al tirante mediante pignone e cremagliera. Quando giri il volante in
una direzione, i bracci dello sterzo girano le ruote e l’asse in quella stessa direzione. La forma
trapezoidale della struttura asseconda il movimento delle ruote ( in curva la ruota esterna descrive
un arco più ampio rispetto alla ruota interna) e ciò rende la curva più precisa.
Fuoristrada
con Sterzo e
Sospensioni a
■ Il prossimo modello che costruirai ha uno sterzo e un sistema di sospensioni a molla. Costruisci
il fuoristrada seguendo le istruzioni di montaggio.
Attività 1
Perché pensi che i veicoli abbiano un sistema di sospensioni?
Molla
Lo scopo principale di un sistema di sospensioni in un veicolo è quello di riuscire ad affrontare
le asperità della strada. Le sospensioni permettono alle ruote di seguire le irregolarità del
suolo, dando al veicolo il miglior contatto possibile con la strada e quindi la massima
cap
capacità
di presa possibile sul terreno. Questo aumenta il comfort dei passeggeri, così
com la sicurezza di guida e la protezione del veicolo.
come
Attività
Attivi
tà 2
Spingi il tuo modello su una superficie irregolare, cosparsa, ad esempio, di piccoli sassolini
o altri ostacoli di dimensioni ridotte e osserva come lavorano le sospensioni. Che
differenze noti tra questo modello e gli altri modelli che hai costruito?
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■ Ora puoi installare un motore a molla nel tuo
fuoristrada dotato di sterzo e sospensioni.
ITA
Fuoristrada con
Motore a molla
A
questo scopo ti
consiglio di disegnare sul
pavimento una pista lunga e
dritta, larga circa 50 cm.
Attività 1
Installa il motore a molla sul tuo modello, come descritto nelle istruzioni di
montaggio, quindi testa la stabilità direzionale del veicolo. Cosa puoi osservare
quando azioni il veicolo? Il modellino rimane su un percorso definito?
Il veicolo va fuori strada, perché il sistema sterzante non è stabile.
Attività 2
Hai qualche idea sul modo in cui potresti migliorare la stabilità direzionale del
modellino?
50
Per mantenere il veicolo sul percorso è utile fermare lo sterzo del fuoristrada. L’illustrazione
sottostante mostra come bloccare lo sterzo del modellino.
Attività 3
Controlla se la stabilità del veicolo è migliorata dopo averne bloccato lo sterzo: il
veicolo è rimasto sul percorso tracciato?
19
cm
ITA
Fuoristrada
Telecomandato
P R O F I C a r s & D r i v e s P R O P O S T E D I AT T I V I TÀ
■ Per divertirti ancora di più puoi associare il telecomando
fischertechnik al tuo veicolo. Il fuoristrada può facilmente essere
integrato con il Motor Set XM, l’Accu Set 220 V e il Control Set
(non inclusi nel kit).
"Ancora una volta ho condotto delle ricerche e ho scoperto qualcosa di più sul telecomando.
Questo strumento si basa sulla scoperta delle onde radio e quindi sulla trasmissione wireless di
segnali. Uno dei primi telecomandi completi e funzionali fu presentato a New York da Nikola
Tesla nel 1898."
■ Le immagini in questa pagina mostrano tutto ciò che occorre per costruire un telecomando
fischertechnik.
Il Control Set fischertechnik è un telecomando a infrarossi, che opera attraverso segnali luminosi
invisibili, anziché attraverso onde radio. Grazie a questo telecomando a infrarossi a 4 canali è
possibile controllare il fuoristrada. Infatti il dispositivo permette di controllare fino a 3 motori e
un’unità per servomotore. Sul tuo modello ciò significa una sterzata estremamente precisa e un
controllo molto accurato della velocità. Oltre al trasmettitore il set comprende anche un ricevitore
e un’unità per servomotori, necessari per il controllo dello sterzo di Ackermann.
Il motore a molla può essere sostituito con un motoriduttore ad alta potenza, incluso nel XM
Motor Set. Oltre al motore XM, che può essere integrato anche con altri modelli fischertechnik,
il set include un numero elevato di ingranaggi, assi e organi di trasmissione.
L’ Accu Set fischertechnik è perfetto per fornire l’energia necessaria al fuoristrada telecomandato.
L’accumulatore dura più a lungo delle normali batterie e può essere ricaricato ancora e ancora.
Il tempo massimo di ricarica è di due ore.
"Ora penso che potrai imparare moltissime nozioni tecniche sulle
varie tipologie di veicoli illustrate. La tua guida fischertechnik ti
augura di divertirti un sacco a costruire tutti i modellini inclusi
nel set e, magari, anche nuovi veicoli di tua invenzione, che potrai
equipaggiare con diverse unità.”