Piano inclinato
La composizione delle forze su un piano inclinato: il peso di un carretto si scompone in una componente lungo la pendenza e una normale ad essa, al variare dell’angolo.
Cosa imparano gli studenti
- Verificare la composizione delle forze
La scienza alla base di questo esperimento
Immaginiamo una scatola piena di libri che possiamo tirare da un lato. Se qualcuno vuole darci una mano, può, ad esempio, spingerla dal lato opposto. In questo caso la scatola si muoverà rapidamente, poiché le due forze hanno la stessa direzione.
Altrimenti, se qualcuno tira dal lato opposto con una forza uguale, la scatola non si muoverà. Le due forze hanno direzioni opposte, quindi se ora vogliamo spostare la scatola, dobbiamo applicare una forza maggiore dell’altra.
Secondo l’algebra vettoriale, la somma di due forze applicate in un punto è ottenibile geometricamente utilizzando la “legge del parallelogramma”.
Consideriamo due vettori a e b; tracciamoli partendo dallo stesso punto iniziale. Tracciamo quindi un parallelogramma i cui lati siano proprio i vettori stessi; consideriamo ora le due diagonali del parallelogramma.
Quando un corpo viene posto su un piano inclinato, la forza di peso che agisce su di esso può essere scomposta in due componenti: una è parallela al piano, mentre la seconda, normale al piano e indicata con la lettera n, è uguale e contraria alla reazione del piano.
Se modifichiamo la pendenza del piano, queste due componenti varieranno come indicato dalle seguenti formule.
Attrezzatura utilizzata
- Puleggia per piano inclinato — MEC-023
- Bilancia a molla tubolare (in plastica) 2,5 N — MEC-015
- Piano inclinato, con 3 diversi terminali di binario — MEC-053
- Asta di supporto, lunghezza 500 mm. — MEC-051
- Carrello per piano inclinato — MEC-039
- Testa di comando in PVC, 20 x 20 x 60 mm, con manopole blu. — MEC-048
- Corda in poliestere non elastica, diametro 0,8, lunghezza 10 m — MEC-030
- Gancio per carrello — MEC-038
- Asta con clip — MEC-033
- Asta diam. 10 x lunghezza 127 con gancio — MEC-034
- Anello di sospensione, per aste con diametro fino a 10 mm — MEC-049
- Asta di supporto, lunghezza 350 mm. — MEC-050
Domande per gli studenti
- Come si potrebbe stimare sperimentalmente il coefficiente di attrito statico dovuto al materiale specifico con cui è rivestito il nostro blocco di attrito?
- Quale componente della forza di peso dà origine all’attrito statico?
Prova a fare questo esperimento in classe
Questo esperimento fa parte di ATP Volta, un laboratorio scientifico mobile autonomo che trasforma una normale aula in un vero e proprio laboratorio STEM, con oltre 200 esperimenti di fisica, chimica, biologia, robotica e ingegneria. Gali, il tutor basato sull’intelligenza artificiale integrato in ATP Connect, guida gli studenti in ogni fase e risponde alle loro domande direttamente al banco di lavoro.
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