MECCANICA. Laboratorio. Costruzioni da11 a 30 V32404

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1 Laboratorio di i MECCANICA Costruzioni da a 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 genere: carriola Costruisci una leva di genere: pinza Costruisci il fulcro delle leve e 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 e osserva una rotazione ad angolo retto Assembla una trasmissione verticale Costruisci una trasmissione verticaleorizzontale Un antica macchina bellica: l ariete Costruisci una catapulta Consulenza scientifica Prof. Giuliano Menghini V404 ATTENZIONE! Solo per bambini di 8 anni e oltre. Le istruzioni per gli adulti sono incluse e devono essere rispettate. AVVISO Per garantire un adeguato funzionamento del motore elettrico, durante la produzione è stata aggiunta una piccola quantità di grasso. In presenza di temperature elevate tale sostanza può sciogliersi divenendo untuosa. Nel caso in cui il motore contenuto nel kit sia sporco, puoi semplicemente pulirlo con delle salviette. Il grasso utilizzato non è né tossico, né pericoloso. Clementoni S.p.A. Zona Industriale Fontenoce s.n.c. 609 Recanati (MC) Italy Tel.: Fax: Manuale da leggere e conservare per future referenze.

2 ISTRUZIONI PER GLI ADULTI CHE SORVEGLIANO: questo gioco è adatto ai bambini dagli 8 anni in su. Per il montaggio dello strumento e durante la manipolazione ed installazione degli elementi elettrici si raccomanda la presenza di un adulto. RIMOZIONE E INSTALLAZIONE DELLE BATTERIE Assicuratevi che l apparecchio sia spento. Utilizzate un cacciavite universale per svitare la vite che fissa il coperchio del vano batterie. Rimuovete le batterie esaurite. Inserite (4 x,5v AA/LR6) secondo il segno di polarità indicato nel vano stesso. 4 Le batterie devono essere inserite da un adulto. 5 Richiudete il coperchio del vano, stringendo la vite. 6 Assicuratevi che l apparecchio funzioni. COME INSERIRE LE BATTERIE Chiedi aiuto ad un adulto! Alimentazione: d.c. 6V Batterie: 4 x,5v AA/LR6 Le batterie non sono incluse. ALTRE RACCOMANDAZIONI: Le batterie sono pericolose se inghiottite, quindi tenerle lontano dalla portata dei bambini. Rimuovere le batterie qualora il gioco non venga utilizzato per un lungo periodo. Non tentare di aprire le batterie. Non gettare le batterie nel fuoco. INDICAZIONI PER IL CORRETTO UTILIZZO DEI GIOCHI CON BATTERIE SOSTITUIBILI ATTENZIONE! Le batterie devono essere inserite rispettando la corretta polarità + e contrassegnata sulle batterie stesse. Le batterie scariche devono essere rimosse dal gioco. I morsetti di alimentazione non devono essere cortocircuitati. Non toccate in alcun modo i contatti all interno del vano batterie per evitare possibili cortocircuiti. Le batterie ricaricabili vanno rimosse prima di essere ricaricate, effettuare la ricarica solo sotto la supervisione di un adulto. Le batterie non ricaricabili non devono essere ricaricate. Diversi tipi di batterie o batterie nuove e usate non devono essere mischiate. ISTRUZIONI PER LO SMALTIMENTO DELLE BATTERIE Il simbolo indica che le batterie esauste devono essere trattate in rispetto delle normative ambientali in PbHg vigore. I simboli chimici relativi a mercurio (Hg), cadmio (Cd) e/o piombo (Pb) che compaiono sotto il simbolo del bidone barrato indicano la presenza nella batteria di una significativa percentuale della sostanza indicata. Tali sostanze sono altamente dannose per l ambiente e per la salute umana. Il corretto smaltimento delle batterie permette l isolamento e il trattamento mirato delle sostanze nocive e consente il riciclaggio delle materie prime pregiate diminuendo gli effetti negativi sulle persone e sull ambiente. Gettare le pile esauste in discarica o nell ambiente aumenta notevolmente il rischio di inquinamento delle acque. Ai sensi della Direttiva Europea 0/56/UE è vietato smaltire pile e accumulatori come rifiuti urbani ed è fatto obbligo ai consumatori di partecipare alla raccolta differenziata in modo da agevolare il trattamento e il riciclaggio degli stessi.

3 COME SMALTIRE LE BATTERIE: Prima di gettare le batterie, scaricarle completamente attivando l apparecchio fino al completo esaurimento delle stesse. Rimuovere le batterie dall apparecchio prima dello smaltimento. Smaltire le batterie in conformità alle normative vigenti conferendole negli appositi contenitori laddove disponibili o presso un centro di raccolta autorizzato o presso il punto vendita dove è stato effettuato l acquisto. La restituzione è gratuita! Sono previste sanzioni in caso di smaltimento abusivo. ISTRUZIONI PER LO SMALTIMENTO DI APPARECCHIATURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE SOGGETTE A RACCOLTA DIFFERENZIATA IMPORTANTE! Il simbolo del bidone barrato indica che nei paesi dell Unione Europea (Dir.0/9/UE) ed in quelli che adottano sistemi di raccolta differenziata tutti i componenti del prodotto contrassegnati da questo simbolo (o in tal modo indicati nelle istruzioni del gioco) sono soggetti all obbligo di raccolta differenziata alla fine del loro ciclo di vita. È vietato smaltire tali componenti come rifiuti urbani misti. COME SMALTIRE LE AEE: È obbligatorio raccogliere separatamente solo i componenti contrassegnati con il simbolo (o indicate nella documentazione come soggette) e conferirli agli appositi centri di raccolta allo scopo istituiti o, ove consentito, restituire il prodotto di cui ci si vuole disfare al proprio negoziante all atto dell acquisto di un prodotto analogo o a titolo gratuito nel caso in cui le dimensioni esterne del componente siano inferiori ai 5 cm. Gli utilizzatori del prodotto svolgono un ruolo determinante per favorire il corretto smaltimento delle apparecchiature elettriche ed elettroniche giunte a fine vita. È pertanto importante che ciascun utilizzatore sia consapevole del proprio ruolo e smaltisca sempre i rifiuti elettrici/elettronici nel rispetto della normativa vigente, contribuendo in questo modo ad una loro corretta gestione e favorendo il loro riutilizzo, riciclaggio e/o recupero. ATTENZIONE! i componenti contrassegnati con il simbolo contengono sostanze nocive per l ambiente e la salute umana pertanto è vietato smaltirli come rifiuto urbano indifferenziato o con gli altri rifiuti domestici. Uno smaltimento non corretto può comportare danni per l ambiente ed è sanzionato a termini di legge. È vietato utilizzare tali componenti in maniera impropria ed in particolare è vietato smontare le componenti elettriche ed elettroniche del gioco ed utilizzarlo se danneggiato. Tali comportamenti potrebbero provocare danni alla salute. N.B.: Quanto sopra riportato riguarda esclusivamente le componenti del gioco contrassegnate (o indicate nella documentazione come soggette) con il simbolo. Gli altri componenti del gioco (schede, accessori ecc.) e la confezione non sono soggetti alle indicazioni sopra riportate e devono essere smaltiti secondo le modalità previste dalle norme vigenti. Tali altri componenti non devono essere conferiti ai centri di raccolta delle apparecchiature elettriche ed elettroniche o restituiti al rivenditore all atto dell acquisto di un nuovo prodotto. Gli utenti domestici (non professionali) sono invitati a contattare il proprio rivenditore, gli uffici pubblici preposti allo smaltimento dei rifiuti o il Servizio Clienti della: CLEMENTONI S.p.A. (Tel ; fax ; info@clementoni.it) per tutte le informazioni inerenti il corretto smaltimento del prodotto. Iscrizione Registro produttori apparecchiature elettriche o elettroniche n IT del 0/0/008

4 PRESENTAZIONE Questo kit scientifico denominato IL LABORATORIO DI MECCANICA è un gioco di costruzioni che permette a bambini e ragazzi di realizzare macchine di ogni tipo. Potrai costruire modelli semplici nel montaggio come tenaglie, pinze, carretti e più complessi come auto, gru anche con motori elettrici. Il manuale illustrato è costituito da tre parti e descrive molte fasi di montaggio dei singoli modelli. E indispensabile consultarlo iniziando dalla I parte e proseguire con la II parte e quindi la III parte. Una leva di genere: tenaglie Auto con il cambio meccanico ed il motore elettrico Gru con il motore elettrico Il ragazzo è stimolato dalla propria fantasia ad inventare anche nuove combinazioni per realizzare modelli il più possibile realistici rispettando i principi della fisica e della meccanica. Con queste attività si sviluppano le abilità visuospaziali che permettono il corretto rapporto con l ambiente e il mondo circostante. La mente cerca, con l immaginazione, di rappresentare i rapporti e le distanze delle parti che ancora non ci sono, contribuendo allo sviluppo della creatività del ragazzo. Le attività da svolgere presentano diversi gradi di difficoltà adeguate a bambini di 78 anni in su, tenendo conto delle particolari caratteristiche e tendenze dei singoli. INDICE Consigli di sicurezza Indicazioni per il corretto utilizzo dei giochi con batterie sostituibili Presentazione del kit Elenco dei pezzi Come sono fatti i pezzi Caratteristiche degli elementi del kit Attività pag. pag. pag. pag. pag. pag. pag

5 ELENCO DEI PEZZI Barra doppia 5 fori pz. 4 Barra singola fori pz. 4 Barra doppia fori pz. 4 Modulo ad angolo (alto) pz. 4 Barra doppia 9 fori pz. 4 Modulo ad angolo (basso) pz. Barra doppia 7 fori pz. 4 Chiodino corto singolo pz. Barra doppia 5 fori pz. 4 Chiodino lungo singolo pz. Barra doppia fori pz. 4 Chiodino corto doppio pz. Barra con perni pz. 4 Anello lungo pz. 4 Barra con chiodini pz. 4 Anello corto pz. 4 Modulo di trasmissione pz. Astina lunga cm,7 pz. Barra singola 5 fori pz. 4 Barra singola fori pz. 4 Barra singola 9 fori pz. 4 Barra singola 7 fori pz. 4 Barra singola 5 fori pz. 4 Astina lunga cm,6 pz. 4 Astina lunga cm 5,4 pz. 0 Astina 4 lunga cm 7, pz. Astina 5 lunga cm 8, pz. Astina 6 lunga cm,7 pz. 5

6 Ruota dentata con 0 denti pz. Carrozzeria auto pz. Ruota dentata con 8 denti pz. 5 Ruota dentata con 6 denti pz. Ruota dentata con 4 denti pz. Fune (filo lungo cm 50) pz. Rocchetto avvolgifilo pz. Motore elettrico pz. Puleggia pz. 4 Gancio pz. Portabatterie pz. Manovella pz. Elastico pz. Volante pz. Pneumatico piccolo (per puleggia) pz. 4 Cerchione pz. 4 Asta dentata pz. Pneumatico grande pz. 4 6

7 ATTIVITÁ Prima di metterti a costruire osserva bene come sono fatti i componenti del kit! Nei momenti di difficoltà chiedi aiuto ad un adulto. AVVERTENZA! Per distaccare correttamente i componenti dal supporto occorre ruotare su se stesso, manualmente, ogni piccolo elemento invece che strapparlo. Unendo le astine ai diversi componenti come ad esempio anelli, ruote dentate etc. tu stesso puoi verificare una maggiore o minore resistenza e tenuta. Avrai la possibilità di una tenuta più adeguata modificando la posizione di entrata dell astina nel foro del componente. ATTENZIONE! Nelle fasi di montaggio ti verrà indicato, tramite icone diverse, quando ruotare il modello, serrare i pezzi, usare la barra con perni o la barra con chiodini. Legenda: 80 Significa: ruotare il modello. Significa: i pezzi sono stati serrati. Sovrapposizione di due barre Barra con perni Barra con chiodini Sovrapposizione di barre con due chiodini Con due chiodini l operazione è ben solida! Barre assemblate Congiunzione di barre Barre assemblate X Barre assemblate 7

8 4 Sovrapposizione di tre barre X 5 Sovrapposizione perpendicolare di barre Barre assemblate Barre assemblate 6 Sovrapposizione con una barra ad angolo Barre assemblate 8

9 7 Costruisci un quadrato con le barre 8 Sovrapposizione di quattro barre : 9

10 9 Costruisci un parallelepipedo X X8 Modello intermedio assemblato X8 Modello finale 0

11 0 Un ponte con pochi pezzi Le ruote dentate con l astina Modello finale : Uso delle pulegge La puleggia con la fune diventa una carrucola. 4 La puleggia con il cerchio di gomma si trasforma in una ruota. Modello finale Puoi provarla come trottola! :

12 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.

13 Costruisci una leva di genere: tenaglie X8 IL FULCRO sta tra la RESISTENZA e la POTENZA. : :

14 4 Costruisci una leva di genere: schiaccianoci La RESISTENZA sta tra la POTENZA e il FULCRO. 5 Costruisci una leva di genere: carriola La RESISTENZA sta tra la POTENZA e il FULCRO. 4 : :

15 6 Costruisci una leva di genere: pinza X La POTENZA sta tra la RESISTENZA e il FULCRO. : 5

16 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 X7 6

17 MONTAGGIO DEL PESO Peso assemblato Nelle attività n 890 sposta il fulcro e verifica con la pressione della mano, sul braccio della POTENZA, le differenze esistenti tra le leve. 8 Assembla e sperimenta una leva vantaggiosa FULCRO 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! POTENZA RESISTENZA Nota: inserisci sull astina del fulcro un anello di tenuta della leva, come nella figura. : 7

18 9 Assembla e sperimenta una leva indifferente FULCRO POTENZA 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! RESISTENZA Nota: inserisci sull astina del fulcro un anello di tenuta della leva, come nella figura. 0 Assembla e sperimenta una leva svantaggiosa FULCRO 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 RESISTENZA è più lungo. La POTENZA è maggiore della RESISTENZA. SPERIMENTA! POTENZA RESISTENZA Nota: inserisci sull astina del fulcro un anello di tenuta della leva, come nella figura. 8

19 Assembla una bilancia X X6 X La bilancia è una leva di genere SPERIMENTA! Costruisci un altalena e sperimenta X6 : : 9

20 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 0

21 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 Banco assemblato

22 Senso antiorario Senso orario : : 4

23 4 Costruisci e sperimenta la rotazione diretta X 8 4 Banco assemblato nell attività n Senso orario Senso orario : : 4

24 5 Assembla e sperimenta il moto alternato X5 Banco assemblato nell attività n : 4 : 4

25 6 Costruisci ed osserva una rotazione ad angolo retto Banco assemblato nell attività n X 80 8 X Le due ruote dentate devono incastrarsi ad angolo retto, con le due astine quasi a contatto. : : 6 5

26 7 Assembla una trasmissione verticale Banco assemblato nell attività n : : 4

27 8 Costruisci una trasmissione verticaleorizzontale 6 Banco assemblato nell attività n 7 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 : 7

28 9 Un antica macchina bellica: l ariete Parte anteriore X 5 X : : 8 : 5 :

29 X6 4 0 X 4 4 Parte anteriore : : 4 9

30 0 Costruisci una catapulta 5 5 Notizie tecniche e Curiosità III secolo a.c. Archimede perfezionò la catapulta una macchina da guerra già presente in Grecia al tempo di Alessandro Magno. Questa macchina a torsione ricavava energia dalla tensione di fasci di corde e di capelli che con il rilascio, faceva scattare in avanti il braccio della catapulta lanciando grosse pietre. Approfondimento tecnicoscientifico Fu un progetto derivato dallo studio della fisica e della matematica. Le dimensioni dei fasci elastici (corde di torsione) erano in relazione al peso delle pietre e alla distanza dall obiettivo da raggiungere (gittata). 0 : 5

31 X X6 6 4 : : 6 : : 6

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