INIZIAMO.....1 lezione

CONTENUTI: generalità sulle macchine semplici; leve di I,II,III genere

STRUMENTI UTILIZZATI: presentazione multimediale (Microsoft PowerPoint), video proiettore

LUOGO: laboratorio multimediale

DURATA: 2 ore

La lezione si svolge nel laboratorio multimediale, dove è disponibile la postazione PC del docente e il videoproiettore necessari alla presentazione dei contenuti della lezione.

Inizialmente con le prime diapositive si introdurrà l’argomento dando la definizione di macchina semplice, del vantaggio ad essa associato e della prima macchina semplice oggetto di studio sin dal passato: la leva.

In questa fase cerco riferimenti esemplificativi di oggetti di comune utilizzo allo scopo di destare curiosità e una partecipazione attiva alla lezione oltre che un modo per chiarire la funzione e l’utilizzo di questi oggetti.
A tal proposito presenterò fra i molti esempi di comune utilizzo di queste macchine anche l’analogia fra il muscoli del corpo umano e le leve in essi "nascoste".

Fare domande e proporre esempi sono attività che in questa fase possono servire a rendere la lezione più interessante e al contempo consentono di valutare il grado di comprensione raggiunto via via dagli allievi.
Nelle slides cerco di presentare i concetti fondamentali teorici focalizzando l’attenzione solo sugli argomenti strettamente necessari preferendo l’uso di immagini che spesso aiutano a ricordare meglio ciò che ad esse è associato.

Il commento alla presentazione da parte del docente integra e chiarisce lo scorrere delle diapositive guidando l’allievo alla comprensione dei contenuti proposti.
Rispetto alla lezione alla lavagna, le presentazione offre una maggior efficacia visiva perché contiene elementi comunicativi diversi come immagini, testi ,formule e tabelle che, da una parte facilitano il compito dell’insegnante in termini di risparmio di tempo (si pensi a quanto tempo occorre per realizzare alla lavagna un disegno comprensibile) e di controllo generale della situazione (gli allievi non sono alle spalle ma di fronte). Inoltre fornisce una "traccia"per una migliore spiegazione dei contenuti (le slides sono le linee guida per una migliore e organica spiegazione)e facilita il compito degli allievi nella stesura degli appunti e della loro successiva rielaborazione.

Terminata la fase teorico-informativa si passerà alla parte più pratica e interattiva della lezione, per la quale gli allievi potranno utilizzare il PC; utilizzando il collegamento ad internet è possibile utilizzare un primo applet relativo alle leve su cui i ragazzi potranno lavorarci singolarmente o in gruppo.
In questa prima esperienza di laboratorio, il docente guida gli allievi e fornisce loro le basi per utilizzare al meglio gli strumenti.






GENERALITA'

Si definiscono macchine semplici quei meccanismi mediante i quali si riesce ad equilibrare o a vincere una “forza resistente”, con l’impiego di una “forza motrice”, in genere diversa dalla prima, o in direzione, o soprattutto in intensità.
L’impiego delle macchine semplici, nella maggior parte dei casi, è giustificato dall’utilità cha da queste si può ottenere, utilità che si manifesta principalmente nella riduzione dell’intensità della forza motrice rispetto all’intensità della forza resistente.

Indicando con F la forza motrice e con R quella resistente, si definisce “vantaggio” (K) di una macchina il rapporto:



e la macchina risulta tanto più utile quanto più elevato è il valore assunto da tale rapporto.
Il valore limite del rapporto K è uguale all’unità; una macchina sarà vantaggiosa quando K>1 mentre per K<1 la sua utilità sarà limitata alla variazione di direzione della forza motrice.



In altri termini, una macchina semplice è un dispositivo che ci consente di utilizzare forze di intensità e orientamento diverse da quelle richieste per eseguire un lavoro direttamente. Tradizionalmente si considerano cinque macchine semplici: la carrucola o puleggia, l’argano, il verricello (riconducibili al principio della leva); il cuneo e la vite (riconducibili al principio del piano inclinato). L’uso di queste macchine non comporta alcun vantaggio energetico in quanto il lavoro complessivo da svolgere con o senza la macchina risulta identico, ma la macchina rende possibile compierlo….questo è il suo vero vantaggio!!!
Si noti
• I valori delle forze motrici che otterremo si riferiscono all’ipotesi teorica di assoluta mancanza di attriti; nelle realizzazioni pratiche essi dovranno essere opportunamente maggiorati, per sopperire alle varie dissipazioni di energia caratteristiche delle situazioni reali.
• Non sono rari i casi di più macchine semplici funzionanti “in serie”, allo scopo di ridurre ulteriormente la forza motrice necessaria al sollevamento di un determinato carico; in questa ipotesi, se con K1, K2,…, Kn si indicano i vantaggi di ciascuna macchina, il vantaggio complessivo K dell’insieme vale: