I.C.S. GIRGENTI IV ASPRA

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1 I.C.S. GIRGENTI IV ASPRA Via Grotte BAGHERIA (PA) «LE MACCHINE SEMPLICI» prof. Antonino Lupo 05/06/2014 1

2 INTRODUZIONE ALLE MACCHINE Generalmente si pensa ad una macchina come a qualcosa di molto potente e complicato, come una gru, un motore d auto o un aeroplano, ma anche un semplice cacciavite e un paio di forbici sono delle macchine 2

3 Possiamo definire una macchina un qualsiasi dispositivo che rende il lavoro più facile o aumenta la velocità con cui viene fatto 3

4 vediamo meglio.. una macchina : ci aiuta a fare le cose più velocemente: ad esempio, fare un percorso in bicicletta è più rapido che compierlo a piedi; ci consente di compiere un lavoro con molto meno sforzo : ad esempio con un badile possiamo scavare un buco nel terreno molto più facilmente di quanto potremmo fare a mani nude; può fare un lavoro molto meglio : pensiamo, ad esempio a quanto sarebbe complicato estrarre un tappo da una bottiglia senza l uso del cavatappi; fa cose che non saremmo comunque in grado di fare: non sappiamo volare, ma possiamo farlo con l aiuto di una macchina chiamata aeroplano. 4

5 Vediamone alcune. le più semplici Vengono dette macchine semplici quelle che non possono essere scomposte in parti più elementari 5

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9 Le macchine e le forze Tutte le macchine, dalla più semplice alla più complessa, esercitano o modificano delle forze. Molto spesso esercitare una forza significa compiere un azione che consiste nello spingere o nel tirare: ad esempio, un bulldozer spinge della terra davanti a sé, mentre una gru tira sù un carico dal suolo e una locomotiva tira dei vagoni. 9

10 Ma che cos è una FORZA Non possiamo vedere una forza, ma possiamo sentirne o vederne gli effetti : ad esempio, se usciamo fuori casa in una giornata ventosa possiamo sentire la forza del vento che spinge contro di noi oppure vedere quella che fa piegare le cime degli alberi. Definiamo una forza «la causa fisica capace di modificare lo stato di quiete o di moto di un corpo, oppure di deformarlo» 10

11 Caratteristiche di una forza 11

12 Rappresentazione di una forza 12

13 In «FISICA» esistono due tipi di grandezze : grandezze scalari e grandezze vettoriali. 13

14 In ambito scientifico bisogna stare ben attenti a non confondere la misura della massa con quella del peso Ricorda sempre che la massa indica la quantità di materia di un corpo e si misura in Kilogrammi, il peso, invece, indica l intensità della forza gravitazionale e si misura in newton 14

15 LE MACCHINE SEMPLICI (DALLA LEVA ALLA RUOTA) 15

16 Le macchine semplici fondamentali sono la «leva» e il «piano inclinato» dalle quali derivano altre macchine semplici, come mostra la tabella sottostante 16

17 «Datemi una leva e vi solleverò il mondo» Archimede nel III secolo a.c. 17

18 FONDAMENTALI «LA LEVA» La leva è formata da un asta rigida che può ruotare intorno ad un punto fisso detto fulcro (F). Il principio di funzionamento della leva consente di sollevare grandi carichi con una forza modesta. La forza applicata alla macchina è detta potenza (P) o forza motrice (FM),la forza da equilibrare o da vincere è detta resistenza(r) o forza resistente (FR). Il funzionamento della leva ci aiuta a capire come nell antichità gli uomini siano stati in grado di spostare enormi blocchi di pietra necessari per la costruzione dei monumenti funebri o dei templi che sono giunti sino a noi. 18

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20 Le leve vengono classificate in base alla posizione relativa del fulcro e del punto in cui vengono applicate la potenza (P) e la resistenza (R) : Leva di primo genere o interfulcro Leva di secondo genere o interresistente Leva di terzo genere o interpotente 20

21 Anche l asta dell altalena è una leva. - Osserva il disegno 21

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23 Per rimettere l asta in equilibrio, e i ragazzi riuscire a divertirsi, ci sono due possibilità : aumentare la forza-peso sulla parte dell asta (cercando un quarto ragazzo da coinvolgere nel gioco); aumentare, come abbiamo visto, la distanza del ragazzo a destra dal punto di rotazione (fulcro) dell asta. 23

24 Esempi di equilibrio 24

25 Risolvi Nella figura sono rappresentati due bambini in equilibrio sull altalena, quello di sinistra esercita una forza-peso di 600 N e si trova a un metro dal fulcro, quello di destra esercita una forza-peso di 400 N. Calcola la distanza dal fulcro del secondo bambino. 25

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27 La legge dell equilibrio della leva Il prodotto di una forza per la sua distanza dal fulcro (braccio) è detto momento della forza. Quando la leva è in equilibrio il momento della forza resistente è uguale al momento della forza motrice, quindi : MR = MM 27

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29 La leva è una macchina semplice che trova numerose applicazioni, ma la cui utilizzazione non sempre comporta un vantaggio a chi la usa. Una macchina si dice vantaggiosa quando con la sua forza motrice, oppure applicando una forza P, di intensità minore si può vincere una forza resistente R più grande. Si chiama appunto vantaggio il numero che esprime il rapporto tra l intensità della forza resistente(r) e l intensità della forza equilibrante (P). vantaggio di una macchina semplice = R/P 29

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35 leva di 1 genere : vantaggiosa (braccio della potenza è maggiore di quello della resistenza); 35

36 leva di 1 genere : indifferente (braccio della potenza uguale a quello della resistenza); 19/06/

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39 leva di 2 genere : sempre vantaggiosa (ha sempre il braccio della potenza maggiore di quello della resistenza); 39

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43 leva di 3 genere : sempre svantaggiosa (ha il fulcro ad una estremità, ma è la resistenza a disporre di tutta l asta come braccio mentre la potenza si trova in una posizione intermedia); 43

44 Riporta sul quadernone gli esempi 44

45 leve. nel corpo umano 45

46 1 genere 46

47 2 genere 47

48 3 genere 48