sabato 3 agosto 2013

Motore e macchina medioevale

MACCHINA E MOTORE  MEDIOEVALE

ruota dentata - 10 denti
ruota dentata - 20 denti

ruota dentata

albero di trasmissione

albero motore

staffa

maglio

particolare maglio

"guida" maglio

struttura

ruota a pale


Questi sono i componenti essenziali (mancano i sostegni) di una macchina medioevale collegata ad una ruota ad acqua.
Disegna sul tuo quaderno: maglio, "guida" maglio e struttura.
Indica (con uno schema) come devono essere collegati vari componenti per costruire la macchina e spiega il (possibile) funzionamento.

esempio: 



sabato 29 giugno 2013

Equilibrio dei corpi rigidi

EQUILIBRIO DEI CORPI RIGIDI

 Un corpo può essere in equilibrio STABILE, INSTABILE, INDIFFERENTE.



Un corpo è in equilibrio instabile se, spostandolo di poco dalla posizione di equilibrio, tende ad allontanarvisi ancora di più.


(equilibrio instabile)



(equilibrio instabile)


Un corpo è in equilibrio stabile se, spostandolo di poco dalla sua posizione di equilibrio, tende naturalmente a ritornarvi.








(equilibrio stabile)





Un corpo è in equilibrio indifferente se, spostandolo di poco dalla sua posizione di equilibrio, rimane stabilmente nella nuova.


Considera un modulo a forma di cubo (per semplicità disegnalo come un quadrato)



Se metti un cubo sull'altro puoi avere:


equilibrio stabile


equilibrio instabile


NON in equilibrio

Un cubo appoggiato esattamente sulla linea mediana (A) della faccia inferiore,


è in equilibrio instabile.


Se il punto di appoggio è spostato rispetto alla mediana, il cubo NON è in equilibrio.




Considera i moduli (cubi) saldati sulle facce laterali e appoggiati sulle basi. Tu non puoi aggiungere un cubo lateralmente, ma solo appoggiarlo su altri cubi.



Questi cinque cubi, saldati lateralmente, formano un blocco solo.



I punti di appoggio, invece, si possono separare.




Due o più cubi uniti lateralmente formano un blocco.



Il blocco è in equilibrio (instabile) perché A è il punto medio della base.



Anche in questo caso si ha una situazione di equilibrio.




NON equilibrio




equilibrio



equilibrio


NON equilibrio perché il blocco B non è in equilibrio.

Vediamo come si fa a stabilire le condizioni di equilibrio.




Considerato il blocco, siano A e B gli estremi della base d'appoggio.  
I cubi che compongono il blocco hanno tutti lo stesso peso, ma agiscono in modo diverso a seconda della loro posizione rispetto all'appoggio.
Sia il peso di ogni cubo 1 u (u è una qualsiasi unità di misura di peso: Kg, libbra, Newton)





Ora analizziamo l'equilibrio rispetto al solo punto di appoggio A. I cubi alla destra sono in posizione 1, 2, 3, 4 rispetto alla verticale per A, quelli a sinistra sono in posizione 1, 2, 3, 4, 5 rispetto alla verticale per A.
E' evidente che il blocco non è in equilibrio e cade verso sinistra, ma per stabilire matematicamente la situazione occorre calcolare: moltiplicando peso x posizione di ogni cubetto e poi eseguire la somma dei risultati a destra e a sinistra del punto di appoggio (A).



Come vedi il risultato a sinistra (15) è maggiore del risultato a destra (10) e quindo il blocco cade verso sinistra. 
In realtà non è detto che il blocco cada a sinistra perché l'appoggio non è costituito dal solo punto A, ma è più esteso. 
Con questo procedimento però abbiamo stabilito che il blocco non cade a destra.



Analizziamo ora la posizione di equilibrio rispetto all'altro punto estremo B dell'appoggio. Anche in questo caso il blocco non cade a sinistra.
Se il blocco non cade né destra né a sinistra dei punti estremi di appoggio significa che è in equilibrio.

Puoi pensare che tutto questo lavoro sia una perdita di tempo perché  è evidente che il precedente blocco è in equilibrio, ma le cose possono diventare maledettamente complicate.



Ripetiamo lo stesso procedimento con questo blocco (ricorda che il peso di un cubo è 1 u)



Il blocco non cade a destra dell'estremo di appoggio A.



Il blocco non cade a sinistra dell'estremo di appoggio B.
Quindi il blocco è in equilibrio.

Esercizio 1 
Stabilisci se i blocchi sono in posizione di equilibrio.
Se non lo sono aggiungi dei moduli per equilibrare la struttura.






Soluzione:



I blocchi cadono a destra dell'estremo di appoggio A e quindi non sono in equilibrio.
Per equilibrare la struttura occorre aggiungere uno o più moduli (cubi) appoggiandoli sui blocchi esistenti.

In questo modo la struttura non cade più a destra dell'estremo di appoggio A, ma occorre verificare l'equilibrio rispetto a B.



La struttura non cade a sinistra dell'estremo di appoggio B.
Quindi è in equilibrio.





Si poteva equilibrare la struttura in questo modo?
Dimostra se è in equilibrio.

Esercizio 2
Verifica se la struttura è in equilibrio.
Se non lo è aggiungi un modulo per equilibrarla.



Esercizio 3
Verifica se la struttura è in equilibrio
Se non lo è aggiungi un modulo per equilibrarla.



Esercizio 4
Verifica se la struttura è in equilibrio.
Se non lo è aggiungi il numero minimo di moduli per equilibrarla.



Attenzione!
1) Nell'esercizio 3 e 4 la struttura si sviluppa verso l'alto; i blocchi superiori gravano su un appoggio che a sua volta schiaccia un blocco inferiore:



I tre moduli che gravano su E, sono in equilibrio.
Il modulo E schiaccia il modulo inferiore appoggiato sulla base.
Considerando l'equilibrio rispetto al punto di appoggio A, i tre moduli superiori e il modulo E  esercitano il peso in posizione 2!

2) Non puoi aggiungere i moduli tra un blocco superiore e uno inferiore!
esempio:



Per equilibrare rispetto al punto di appoggio A, non puoi aggiungere il blocco M




Esercizio 5
Verifica se la struttura è in equilibrio.
Se non lo è aggiungi il numero minimo di moduli per equilibrarla.




NB Gli esercizi devono essere svolti sul quaderno a quadretti (quadretti da 5 mm).