le macchine semplici - Istituto Comprensivo Bagheria IV Aspra

I.C.S. GIRGENTI IV ASPRA
Via Grotte 90011 BAGHERIA (PA)
« LE MACCHINE SEMPLICI »
prof. Antonino Lupo
05/06/2014
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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
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Possiamo definire una macchina un
qualsiasi dispositivo che rende il
lavoro più facile o aumenta la
velocità con cui viene fatto
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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.
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Vediamone alcune …. le più semplici

Vengono dette macchine
semplici quelle che non
possono essere scomposte
in parti più elementari
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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.
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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 »
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Caratteristiche di una forza
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Rappresentazione di una forza
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In «FISICA» esistono due tipi di grandezze :
grandezze scalari e grandezze vettoriali.
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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
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LE MACCHINE SEMPLICI
(DALLA LEVA ALLA RUOTA)
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Le macchine semplici fondamentali
sono la «leva» e il «piano inclinato»
dalle quali derivano altre macchine
semplici, come mostra la tabella
sottostante
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« Datemi una leva e vi
solleverò il mondo »
Archimede nel III° secolo a.c.
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« LA LEVA »
FONDAMENTALI




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.
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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
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Anche l’asta dell’altalena è una leva.
- Osserva il disegno
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


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.
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Esempi di equilibrio
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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.
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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
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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
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leva di 1° genere : vantaggiosa
(braccio della potenza è
maggiore di quello della
resistenza);
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leva di 1° genere : indifferente
(braccio della potenza uguale a quello della
resistenza);
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19/06/2014
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leva di 2° genere :
sempre vantaggiosa
(ha sempre il braccio della potenza maggiore di
quello della resistenza);
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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);
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Riporta sul quadernone gli esempi
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leve ………. nel corpo umano
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1° genere
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2° genere
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3° genere
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