LE LEVE

La distanza fra la resistenza e il fulcro prende il nome di La leva è una macchina semplice che consiste in un'asta rigida capace di ruotare attorno ad un punto fisso chiamato FULCRO CHE è soggetto all’azione di due forze tradizionalmente dette l’una POTENZA e l’altra RESISTENZA La distanza fra la resistenza e il fulcro prende il nome di BRACCIO DELLA RESISTENZA (R) La distanza fra il fulcro e la potenza prende il nome di BRACCIO DELLA POTENZA (P) Potenza Braccio della potenza bp resistenza Braccio della resistenza br P Asta rigida R Fulcro

Creiamo una leva con un righello e del cordoncino e utilizziamo le monetine come forza-peso per RESISTENZA E POTENZA

BRACCIO DELLA RESISTENZA DA QUALE PARTE PENDE LA RIGA? Alla fine dell’attività di laboratorio compiliamo insieme la seguente tabella: BRACCIO DELLA POTENZA BRACCIO DELLA RESISTENZA DA QUALE PARTE PENDE LA RIGA? NUMERO DI MONETE DISTANZA FULCRO   4 2 cm  4  4 cm  resistenza  5 cm  3 cm  potenza  equilibrio  2 Quale condizione deve verificarsi affinché la riga sia in equilibrio? Numero di monete x cm = numero monete x cm

ANALIZZANDO I DATI RACCOLTI SI ARRIVA ALLA SEGUENTE UGUAGLIANZA: P x bp = R x br E QUINDI ALLA SEGUENTE PROPORZIONE: P : br = R : bp

P x bp = R x br P : R = br : bp P: br = R: bp Possiamo affermare che: L’equilibrio si ottiene quando il braccio della potenza per la potenza è uguale alla resistenza per il braccio della resistenza P x bp = R x br E quindi: P : R = br : bp P: br = R: bp

LE FORZE Prima di andare avanti chiariamo la definizione di forza Una forza è ogni cosa che può modificare lo stato di quiete o di moto di un corpo o che può anche deformarlo CONTINUA LE LEVE APPROFONODISCI LE FORZE

VANTAGGIOSE SVANTAGGIOSE INDIFFERENTI Le leve possono essere: VANTAGGIOSE SVANTAGGIOSE INDIFFERENTI

bp > br R Una leva è vantaggiosa quando bp è più lungo di br In una leva vantaggiosa per sollevare un certo peso (R) è sufficiente una forza inferiore (P) del peso da sollevare. R br bp > br

bp < br R Una leva è svantaggiosa quando br è più lungo di bp In una leva svantaggiosa per sollevare un certo peso (R) è necessaria una forza maggiore (P) del peso da sollevare. br R bp < br

bp = br R Una leva è indifferente quando bp è lungo come br In una leva indifferente per sollevare un certo peso (R) è sufficiente una forza (P) uguale a quel peso. br R bp = br

ESISTONO TRE TIPI DI LEVA

Leve di primo genere Di definiscono leve di primo genere quelle leve in cui il fulcro si trova sempre fra la potenza e la resistenza. Possono essere vantaggiose, svantaggiose o indifferenti a seconda della lunghezza dei bracci della potenza e della resistenza

Leve di secondo genere R P P F R Di definiscono leve di secondo genere quelle leve in cui il la resistenza si trova sempre fra il fulcro e la potenza Per definizione sono sempre vantaggiose R P P F R

Leve di terzo genere Di definiscono leve di terzo genere quelle leve in cui la potenza si trova sempre fra il fulcro e la resistenza Per definizione sono sempre svantaggiose R R P P

Leve nel corpo umano

IL PIANO INCLINATO Il piano inclinato è una macchina semplice che mi consente di far salire un’oggetto con una forza minore di quella del suo peso… ...quindi è particolarmente utile nel sollevamento di corpi pesanti. Un esempio tangibile dell’applicazione di questa macchina semplice si ha ad esempio nelle rampe di accesso ad enti pubblici per la riduzione delle barriere architettoniche

IL PIANO INCLINATO La forza peso F (Resistenza) che corrisponde alla diagonale del parallelogramma può essere scomposta in una forza F1 parallela al piano inclinato e una forza F2 ad essa perpendicolare. La componente F2 essendo perpendicolare al piano inclinato, non ha alcuna influenza sullo sforzo (Potenza) per far risalire l’oggetto, quindi bisogna vincere solo la componente F1 parallela al piano inclinato che è minore dell’intera forza peso F. Il PIANO INCLINATO è una macchina vantaggiosa F1 F2 F video

IL CUNEO E LA VITE Il cuneo, formato dall’unione di due piani inclinati, scompone la potenza in due direzioni, perpendicolari ai due piani che lo costituiscono; nel materiale in cui è inserito, per esempio un ceppo di legno, vengono quindi applicate due forze divergenti. Il cuneo è una macchina vantaggiosa, perché la potenza è sempre inferiore alla resistenza alla resistenza R R La vite è una macchina semplice che deriva dal piano inclinato, Lo sforzo da compiere per far penetrare una vite è tanto minore quanto più piccolo è il suo passo, ossia la distanza tra due spire successive.

LA CARRUCOLA La carrucola è da considerarsi una particolare leva di primo genere costituita da un disco girevole solcato intorno al quale viene fatta passera una fune: Il fulcro corrisponde al perno La resistenza è il peso da sollevare La potenza è la forza applicata è per sollevarlo La carrucola è una leva indifferente Si tratta comunque di uno strumento utile perché permette di sollevare un peso tirando una corda dall’alto piuttosto che piegare la schiena e portarlo dal basso verso l’alto

IL VERRICELLO E L’ARGANO Il verricello è una macchina semplice costituita da un tamburo cilindrico, ad asse orizzontale, intorno al quale si avvolge una fune o una catena in virtù della rotazione di una ruota o manovella L’argano è invece un verricello ad asse verticale usato prevalentemente per spostare carichi molto consistenti P bp R bp P Entrambe la macchine sono leve di 1° genere sempre vantaggiose perché il braccio della potenza (braccio della manovella) è sempre maggiore rispetto al braccio della resistenza R

LA FORZA Una forza è ogni cosa che può modificare lo stato di quiete o di moto di un corpo o che può anche deformarlo

Esempio Prendiamo un’automobilina giocattolo e leghiamola ad uno spago. Finche non tiriamo, il giocattolo rimane fermo; ma se tiriamo lo spago il giocattolo si muove

La forza risultante Su di un corpo agiscono due o più forze, sommando i loro effetti agiscono come una sola forza detta forza risultante che si indica con una R. La forza risultante si ottiene combinando tra loro i vettori che rappresentano le diverse forze componenti. La risultante di due forze concordi è una forza che ha lo stesso punto di applicazione ,la stessa direzione, lo stesso verso delle forze componenti e per intensità la somma delle loro intensità. La risultante di due forze discordi è una forza che ha lo stesso punto di applicazione, la stessa direzione delle forze componenti, lo stesso verso della forza maggiore e per intensità la differenza delle loro intensità.

VETTORI Un vettore è un elemento geometrico rappresentato da un segmento orientato, munito cioè di una freccia in una delle sue estremità, e caratterizzato da quattro elementi: modulo: rappresenta la lunghezza del vettore; direzione: la retta su cui giace il vettore; verso: il verso è indicato dalla punta della freccia; punto di applicazione: il punto da cui parte il vettore

SOMMA DI FORZE PARALLELE CONCORDI

SOMMA DI FORZE PARALLELE OPPOSTE -

SOMMA DI FORZE PARALLELE OPPOSTE con uguale intensità F1 = F2 F1- F2= 0 Se i ragazzi della figura impiegano la stessa forza nel tirare la corda, Le due forze si bilanciano e la forza risultante è nulla: si ha una condizione di equilibrio e di fatto non si verifica nessuno spostamento

SOMMA DI FORZE PERPENDICOLARI

SOMMA DI FORZE CON DIVERSA DIREZIONE Se le forze hanno lo stesso punto di applicazione ma verso e direzioni differenti, la risultante si trova con la «regola del parallelogramma» CONTINUA LE LEVE IL PIANO INCLINATO