MECCANICA. Laboratorio GRU E MEZZI ELEVATORI. Costruzioni da 1 a 35
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- Feliciano Grossi
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1 Laboratorio di i MECCANICA GRU E MEZZI ELEVATORI Costruzioni da a 5 Sovrapposizione di due barre Sovrapposizione di barre con due chiodini Congiunzione di barre Sovrapposizione di tre barre Sovrapposizione perpendicolare di barre Sovrapposizione con una barra ad angolo Costruisci un quadrato con le barre Sovrapposizione di quattro barre Costruisci un parallelepipedo Un ponte con pochi pezzi Le ruote dentate con l astina Uso delle pulegge Costruisci una leva di genere: tenaglie Costruisci una leva di genere: schiaccianoci Costruisci una leva di 0 genere: carriola Costruisci una leva di genere: pinza Costruisci il fulcro delle leve ed il peso Assembla e sperimenta una leva vantaggiosa Assembla e sperimenta una leva indifferente Assembla e sperimenta una leva svantaggiosa Assembla una bilancia Costruisci un altalena e sperimenta Assembla il banco di prova per la rotazione inversa Costruisci e sperimenta la rotazione diretta Assembla e sperimenta il moto alternato Costruisci ed osserva una rotazione ad angolo retto Assembla una trasmissione verticale Costruisci una trasmissione verticaleorizzontale Un antica macchina bellica: l ariete Assembla un cambio meccanico con gli ingranaggi Assistenza clienti Tel assistenza@clementoni.it ATTENZIONE! Solo per bambini di 8 anni e oltre. Le istruzioni per gli adulti sono incluse e devono essere rispettate. Manuale da leggere e conservare per future referenze. Clementoni S.p.A. Zona Industriale Fontenoce s.n.c. 609 Recanati (MC) Italy Tel.: Fax:
2 Sovrapposizione di due barre X X Barre assemblate Sovrapposizione di barre con due chiodini Con due chiodini l operazione è ben solida! X X Barre assemblate Congiunzione di barre X X Barre assemblate
3 4 Sovrapposizione di tre barre X X Barre assemblate 5 Sovrapposizione perpendicolare di barre X X Barre assemblate 6 Sovrapposizione con una barra ad angolo X X X Barre assemblate
4 7 Costruisci un quadrato con le barre 8 Sovrapposizione di quattro barre X : 4
5 9 Costruisci un parallelepipedo X X X8 X Modello intermedio assemblato X X8 X X Modello finale 5
6 0 Un ponte con pochi pezzi X Modello finale Le ruote dentate con l astina X 4 X 4 X 6 X Modello finale Puoi provarla come trottola! Uso delle pulegge X X X Modello finale : : 4 6
7 MACCHINE SEMPLICI Fin dall antichità alcuni di questi congegni hanno permesso all uomo di aumentare la propria forza e di compiere particolari lavori fino a realizzare opere grandiose che ancora oggi possiamo ammirare. Carriola Tenaglie Schiaccianoci Altalena Bilancia Carrucola Una macchina semplice è uno strumento che permette di equilibrare e superare la RESISTENZA (peso, forza resistente = R) con la POTENZA (forza dell uomo=p). LEVE La leva è una macchina semplice costituita da un asta rigida che può ruotare attorno ad un punto fisso detto fulcro. RESISTENZA FULCRO POTENZA Anche coppie di leve rispettano questo principio. Le leve sono classificate in base alla posizione relativa di POTENZA, RESISTENZA e FULCRO. 7
8 Costruisci una leva di genere: tenaglie : X X8 X X 8
9 : : X X X X X IL FULCRO sta tra la RESISTENZA e la POTENZA. 9
10 4 Costruisci una leva di genere: schiaccianoci : X X X X X La RESISTENZA sta tra la POTENZA e il FULCRO. X 0
11 5 Costruisci una leva di 0 genere: carriola X X X X X X La POTENZA sta tra la RESISTENZA e il FULCRO. Modello finale :
12 6 Costruisci una leva di genere: pinza X X X
13 : X X X X X X X La POTENZA sta tra la RESISTENZA e il FULCRO.
14 Approfondimento scientifico: il guadagno meccanico con le leve La leva è una macchina semplice costruita dall uomo con l obiettivo di eseguire un lavoro riducendo la forza impiegata. Sull asta sono applicate due forze: una la POTENZA e l altra la RESISTENZA. Quindi, usando una leva, si ha un GUADAGNO MECCANICO che può essere calcolato considerando anche la lunghezza dei bracci della POTENZA e della RESISTENZA. Nella leva, le lunghezze dei bracci corrispondono alle distanze dal fulcro. br bp R P Legenda: bp br P R = braccio della POTENZA = braccio della RESISTENZA = forza della POTENZA = forza della RESISTENZA FULCRO CONDIZIONI DI EQUILIBRIO x = x GUADAGNO MECCANICO G = R / br R bp P P ASSEMBLA E SPERIMENTA LE LEVE 7 Costruisci il fulcro delle leve ed il peso X X X X X7 4
15 X X X MONTAGGIO DEL PESO X X X X X X X Peso assemblato Nelle attività n 678 sposta il fulcro e verifica con la pressione della mano, sul braccio della POTENZA, le differenze esistenti tra le leve. 5
16 8 Assembla e sperimenta una leva vantaggiosa Trova l equilibrio in questo tipo di strumento: poni il peso (RESISTENZA) da una parte della leva e premi con la mano (POTENZA) dall altra parte, fai attenzione alla pressione che eserciti. Osserva la posizione del fulcro! Il braccio della POTENZA è più lungo. La POTENZA è minore della RESISTENZA. SPERIMENTA! FULCRO X POTENZA RESISTENZA Nota: inserisci sull astina del fulcro un anello di tenuta della leva, come nella figura. 6
17 9 Assembla e sperimenta una leva indifferente Trova l equilibrio in questo tipo di strumento: poni il peso (RESISTENZA) da una parte della leva e premi con la mano (POTENZA) dall altra parte, fai attenzione alla pressione che eserciti. Osserva la posizione del fulcro! I bracci sono uguali. La POTENZA è uguale alla RESISTENZA. SPERIMENTA! FULCRO X POTENZA RESISTENZA Nota: inserisci sull astina del fulcro un anello di tenuta della leva, come nella figura. 7
18 0 Assembla e sperimenta una leva svantaggiosa Trova l equilibrio in questo tipo di strumento: poni il peso (RESISTENZA) da una parte della leva e premi con la mano (POTENZA) dall altra parte, fai attenzione alla pressione che eserciti. Osserva la posizione del fulcro! I bracci sono uguali. La POTENZA è uguale alla RESISTENZA. SPERIMENTA! FULCRO X POTENZA RESISTENZA Nota: inserisci sull astina del fulcro un anello di tenuta della leva, come nella figura. 8
19 Assembla una bilancia X X X X6 X X X X La bilancia è una leva di genere : SPERIMENTA! 9
20 Costruisci un altalena e sperimenta X X X X X X X : X6 : 0
21 X Archimede nel III secolo a.c. fu un grande scienziato e sperimentatore con le leve. Nota: la leva dell altalena deve ruotare liberamente intorno al fulcro. Prova anche tu: ricerca l equilibrio dell altalena variando i pesi, le distanze dal fulcro della Resistenza e della Potenza. SPERIMENTA! L altalena è una leva di genere
22 RUOTE DENTATE Le ruote dentate servono a trasmettere il movimento tra assi (astine) poste in maniera particolare; sono i denti a dare il movimento. In una coppia di ruote dentate, se una gira in un senso l altra gira nel senso opposto; delle due ruote una trasmette il moto (ruota motrice) l altra lo riceve (ruota condotta). Volendo mantenere lo stesso verso di rotazione occorre inserire una terza ruota dentata tra le due. Con ruote dentate diverse la più piccola, con pochi denti, si chiama pignone, l altra con tanti denti, corona. Più ruote dentate costituiscono gli ingranaggi. Assembla il banco di prova per la rotazione inversa X X X X Banco assemblato
23 X X X X 8 X X X Senso antiorario Senso orario : : 4
24 4 Costruisci e sperimenta la rotazione diretta X X X X 8 X X 4 Banco assemblato nell attività n Senso orario : Senso orario : 4 4
25 5 Assembla e sperimenta il moto alternato X 4 X 6 X X5 X Banco assemblato nell attività n X X X 4 X : : 4 5
26 6 Costruisci ed osserva una rotazione ad angolo retto X Banco assemblato nell attività n X 80 X X5 X X X X X 6 8 X X Le due ruote dentate devono incastrarsi ad angolo retto, con le due astine quasi a contatto. : : 6 6
27 7 Assembla una trasmissione verticale X X Banco assemblato nell attività n X X 80 7
28 X 4 X 0 X X X 4 X X : : 4 8
29 8 Costruisci una trasmissione verticaleorizzontale X 6 X X Banco assemblato nell attività n 6 RAPPORTO DI TRASMISSIONE Osserva attentamente le ruote dentate quando girano e confronta i giri compiuti dalle diverse ruote. Quando la ruota più grande ha compiuto un giro la più piccola ne ha completati 4. In questo caso potresti avere la conferma facendo la divisione o il rapporto tra il numero di denti delle due ruote dentate. Esempio: come calcolare il rapporto di trasmissione. 4 denti (ruota più grande) 0 denti (ruota più piccola) = 4, giri : 9
30 9 Un antica macchina bellica: l ariete X X X Parte anteriore 0
31 X X X X X X X 6 X X 5 X X : 5 : : :
32 X6 X X X
33 4 X X X 4 X X X X X X5 4 Parte anteriore : 4
34 0 Assembla un cambio meccanico con gli ingranaggi X 6 X 4 X X X X X 0 X : 6 : 4 4 Leva del cambio Velocità Notizie tecniche sul cambio meccanico di velocità Nella realtà delle vetture, gli ingranaggi sono ben chiusi in una scatola, detta del cambio, posta tra l asse del motore e l asse delle ruote. Modo fi variare la marcia Spostando orizzontalmente con la leva (vedi fig.) le ruote dentate dell asse del cambio che presentano più o meno denti, si ha la possibilità di farle incontrare con le ruote dentate dell asse delle ruote. Si genera così, a seconda della ruota trainante, una variazione di rotazione delle ruote e quindi una variazione di velocità dell auto.
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