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Obiettivi ·Conoscere il principio scientifico ed il funzionamento delle leve. ·Conoscere le principali applicazioni delle leve (carrucole, argano…). del piano inclinato. ·Conoscere le principali applicazioni del piano inclinato (cuneo, vite). ·Essere capaci di risolvere semplici problemi di applicazione sulle leve e sul piano inclinato.
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·Per muovere un oggetto, per tagliare o spezzare un ramo,
Le macchine semplici ·Per muovere un oggetto, per tagliare o spezzare un ramo, per trasportare dei pesi, bisogna applicare una forza all’oggetto sul quale va compiuto il lavoro. ·Finché questa forza può essere sviluppata da un uomo solo, non si pongono problemi particolari, ma quando la forza di un uomo non basta, riuscire a compiere ciò che ci proponiamo, diventa difficile. ·Per questo, nel corso dei secoli sono stati messi a punto congegni semplici che facilitavano molto il compito da svolgere. Queste macchine sono in grado di bilanciare una forza (in genere più grande) con un'altra forza (di solito più piccola) e sono chiamate macchine semplici
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Macchine semplici Piano inclinato Vite Leve Carrucole Cuneo Verricello
Argano
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La leva ·Si chiama leva una macchina semplice costituita da un’asta rigida in grado di ruotare intorno ad un punto fisso chiamato fulcro. ·In essa la forza motrice (Fm) e la forza resistente (Fr) vengono applicate lungo l’asta in un punto che non deve coincidere con il fulcro. ·Si chiama braccio la distanza del punto di applicazione della forza motrice (o della forza resistente) dal fulcro.
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Fm : Fr = br : bm ·da cui si ricava la proporzione:
Condizione di equilibrio della leva ·La leve è in equilibrio quando il prodotto della Forza motrice per il proprio braccio è uguale al prodotto della Forza resistente per il proprio braccio. Fm x bm = Fr x br ·da cui si ricava la proporzione: Fm : Fr = br : bm
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· Leva di primo genere (interfulcrata)
Tipi di leve · Leva di primo genere (interfulcrata) Il fulcro è posto tra la Fm e Fr. Può essere vantaggiosa, svantaggiosa o indifferente a seconda che il fulcro si trovi più vicino alla Fr o alla Fm o che sia esattamente intermedio. · Leva di secondo genere (interresistente) La Fr è posta tra il fulcro e la Fm, è sempre vantaggiosa perché il braccio della Fr è sempre minore di quello della Fm. Lo schiaccianoci, la carriola, il remo della barca sono esempi di leve di secondo genere. · Leva di terzo genere (interpotente) La Fm è posta tra il fulcro e la Fr; è sempre svantaggiosa perché il braccio della Fr è sempre maggiore del braccio della Fm.
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Le carrucole ·La carrucola è una macchina composta da un disco scavato (puleggia) nel quale prende posto una fune o un cavo d’acciaio. Il disco può ruotare attorno ad una staffa. ·Se la staffa è fissa anche la carrucola viene detta fissa ed è praticamente una leva di primo genere indifferente. ·Se la staffa è mobile, anche la carrucola viene definita mobile ed è una leva sempre vantaggiosa. ·Esiste poi un sistema meccanico di carrucole fisse e mobili denominato paranco che consente di vincere resistenze notevoli applicando una potenza minima.
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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. ·Entrambe la macchine sono leve di 1° genere sempre vantaggiose perché il braccio della potenza o braccio della manovella è sempre maggiore rispetto al braccio della resistenza
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Fm : Fr = h : l Si ricava: Il Piano Inclinato
E’ una macchina semplice, costituita da un piano rigido che forma un angolo acuto con il piano orizzontale. Secondo il principio di equilibrio: Fm x l = Fr x h Si ricava: Fm : Fr = h : l
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