LA LEVA

LA LEVA
La leva è un oggetto rigido che può ruotare intorno a un
punto fisso detto fulcro (F).
Alla leva sono applicate due forze:
-La resistenza (R) che è la forza che si vuole vincere con la
leva;
-La potenza (P) che è la forza che si applica per vincere la
resistenza.
La distanza tra il punto di applicazione della resistenza è il
fulcro si chiama braccio della resistenza (br);
La distanza tra il punto di applicazione della potenza e il
fulcro si chiama braccio della potenza (bp).
ESPERIMENTO UNO: LA LEVA.
Materiali e strumenti.
-asta di legno
-pesino
-tavolo.
Esecuzione (parte I).
Ho posizionato la leva ( l'asta di legno) sul bordo del tavole (fulcro) in modo che la parte sul tavolo
( il braccio della potenza ) fosse di maggior lunghezza rispetto alla parte che rimaneva libera fuori
dal tavolo ( del braccio della resistenza).
Ho sistemato sulla parte terminale dell'asta che stava sul tavolo un peso e ho spinto delicatamente
verso il basso, agendo sulla parte libera dell'asta.
Osservazioni (parte I).
Il pesino si è alzato spinto dalla leva e io non ho fatto fatica spingere verso il basso il braccio
potenza.
Conclusioni (parte I).
La leva realizzata è una leva di primo genere poiché il fulcro si trova tra la resistenza ( peso) e la
potenza ( la mia mano).
La forza che ho dovuto applicare per sollevare il peso è minore del peso stesso quindi la leva è
vantaggiosa, infatti la resistenza può essere vinta applicando la potenza di intensità minore (P<R),
in questo caso il braccio della potenza è maggiore (bp > br).
Esecuzione (parte II).
Ho ripetuto la stessa procedura però facendo in modo che il braccio della potenza fosse più corto di
quello di resistenza.
Osservazione (parte II).
Il pesino si è alzato, ma io ho fatto più fatica spingere verso il basso .
Conclusione (parte II).
In questo caso la leva è svantaggiosa, infatti per vincere la resistenza occorre applicare una potenza
di intensità maggiore (P > R), in questo caso il braccio della potenza è minore del braccio della
resistenza (bp < br).
Esecuzione (parte III).
Ho ripetuto l'esperimento posizionando però la leva sul fulcro in modo che il braccio della potenza
fosse uguale a quello della resistenza.
Osservazione (parte III).
Il pesino si è alzato spinto dalla leva e non ho fatto molta fatica.
Conclusione (parte III).
In questo caso la leva è indifferente, infatti occorre applicare una potenza di intensità uguale alla
resistenza (P = R), in questo caso il braccio della potenza e quello della resistenza sono uguali
(bp=br)
ESPERIMENTO 2: QUANTITA’ DI MOTO
Materiali e strumenti:
pendolo di newton
Esecuzione: abbiamo spostato la prima pallina verso sinistra mantenendo i fili tesi e
quindi, l’abbiamo lasciata ricadere contro la fila di pallina ferme.
osservazioni:essa si ferma, mentre l’ultima della fila parte verso destra, quando l’ultima
sfera ricade, urta la fila e si ferma,
mentre la fila risale. In questa maniera
il moto continua avanti e indietro per
molte oscillazioni
Conclusioni: quando una sfera urta la sfera vicina si
ferma mentre la seconda assume la
velocità che aveva la prima; la sferetta
ha trasmesso a quella vicina la quantità di moto e l’energia cinetica. Con
la stessa modalità avviene lo scambio
tra la seconda e la terza biglia, tra la
terza e la quarta e infine tra la quarta e
la quinta, che quindi si alza muovendosi alla stessa velocità che aveva la prima biglia
II PARTE:
Esecuzione: abbiamo spostato le prime due palline verso sinistra mantenendo i fili tesi e
quindi, le abbiamo lasciata ricadere contro la fila di pallina ferme.
osservazioni:esse si fermano, mentre le ultime due della fila parto verso destra, quando
ricadono, urta la fila e si fermano, mentre la fila risale
Conclusioni: la quantità di moto dipende dalla massa delle palline che essendo due è
raddoppiata, quindi è raddoppiata anche la quantità di moto
III PARTE:
Esecuzione: abbiamo spostato le tre due palline verso sinistra mantenendo i fili tesi e
quindi, le abbiamo lasciata ricadere contro la fila di pallina ferme.
osservazioni:esse si fermano, mentre le ultime tre della fila parto verso destra, quando
ricadono, urta la fila e si fermano, mentre la fila risale
Conclusioni: la quantità di moto dipende dalla massa delle palline che essendo tre è
triplicata, quindi è triplicata anche la quantità di moto
QUANTITA’ DI MOTO E MASSA SONO GRANDEZZE DIRETTAMENTE
PROPORZIONALI:
p=m∙v
p = quantità di moto
m = massa
v= velocità
Esperimento n 3: Spinta di Archimede
Materiali e strumenti:
-
vaso pieno d’acqua
-
bicchiere vuoto
Esecuzione (parte 1):
Ho posato il bicchiere vuoto sulla superficie dell’acqua con l’apertura rivolta verso l’alto. Poi l’ho
premuto leggermente verso il basso.
Osservazioni:
All’inizio il bicchiere sprofonda un poco nell’acqua, ma resta a galla; dopo averlo premuto verso il
basso, immergendolo di più, sento che esso viene respinto verso l’alto.
Esecuzione (parte 2):
Riempio il bicchiere di acqua e lo poso sulla superficie dell’acqua che è nel vaso con l’apertura
rivolta verso l’alto.
Osservazioni:
Il bicchiere sprofonda.
Conclusioni:
Il bicchiere immerso nell' acqua riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del volume di
liquido spostato ( Principio di Archimede) : nel 1° caso il peso del bicchiere vuoto è minore di
quello del liquido spostato e quindi il bicchiere galleggia, nel 2° caso il bicchiere sposta sempre la
stessa quantità d'acqua perchè il suo volume non è cambiato, ma essendo pieno è più pesante
dell’acqua spostata, quindi affonda.
ESPERIMENTO 4
SPINTA D’ARCHIMEDE
Materiale e strumenti: pongo, una bacinella, acqua.
Esecuzione:
ho riempito la bacinella d’acqua, e con la stessa quantità
di pongo, ho creato una pallina e una barchetta. Poi li ho
immersi nell’acqua.
Osservazioni:
la pallina sprofonda mentre la barchetta galleggia.
Conclusioni:
la pallina è sprofondata perché ha spostato una quantità
d’acqua il cui peso è minore del peso della pallina stessa,
quindi:
peso della pallina > peso dell’acqua spostata
La barchetta non è sprofondata perché ha spostato una
quantità d’acqua il cui peso è maggiore del peso della
pallina stessa, quindi:
peso della pallina < peso dell’acqua spostata
per questo galleggia.
ESPERIMENTO 5
SPINTA D’ARCHIMEDE
Materiale e strumenti: tre cilindri di pari volume ma fatti con materiali
diversi: legno, plastica e metallo; acqua,
dinamometro, bacinella.
Esecuzione:
ho riempito una bacinella d’acqua. Successivamente ho
pesato i tre cilindri servendomi del dinamometro. Li ho
poi immersi in una bacinella e ripesati.
Osservazioni:
fuori dall’acqua i tre cilindri pesano rispettivamente
legno:
2N,
plastica:
4N
metallo:
8N.
Una volta immersi nell’acqua pesavano
rispettivamente
0N, 2N e 6N; inoltre i cilindri di
metallo e di plastica sono
sprofondati, mentre quello di legno galleggiava.
Conclusioni:
i tre cilindri, immersi nell’acqua ricevono una spinta di:
legno:
2N -0N = 2N
4N -2N = 2N
6N -4N = 2N
quindi hanno ricevuto tutti una spinta dal basso verso
l’alto di 2N. Tale spinta ( detto di Archimede) non dipende
dal tipo di materiale di cui il corpo è fatto.
I cilindro di legno galleggia perché la somma delle due
forze che agiscono su di esso ( forza peso e spinta di
Archimede) danno come risultante 0.
Esperimento 6
Momento angolare
Materiali e strumenti: modellino di rombo di geomag
Esecuzione (1): ho fatto girare il rombo e ho tirato le due
estremità, diminuendo il raggio di rotazione.
Osservazione: il rombo gira più velocemente.
Esecuzione(2): ho fatto girare il rombo e ho avvicinato le due
estremità (tirate in precedenza) diminuendo il
raggio di rotazione.
Osservazione: il rombo gira con minor velocità.
Conclusione: quando si riduce il raggio di rotazione la velocità
aumenta; raggio di rotazione e velocità sono
INVERSAMENTE PROPORZIONALI:
Momento angolare = r · p = r · m · v
dove r è il raggio di rotazione
p è la quantità di moto
m è la massa