Equilibrio di un sistema rigido

Esperimento 1 : Corpo appoggiato su un piano

Elementi di teoria

Obiettivi e metodi

Descrizione delle attività

(A) Introduzione all'esperimento

 

 

 

(B) Indagine sulle forze agenti su un corpo

 

 

 

 

 

 

 

(C) Condizioni di equilibrio

 

 

 

 

 

 

 

D) Spiegare la natura della reazione vincolare

 

 

 

 

 

(E) Interpretazione della reazione vincolare

 

 

 

 

 

 

(F) Direzione della reazione vincolare

 

 

 

 

 

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante spiega perché è utile svolgere questo esperimento.

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante spiega perché è utile svolgere questo esperimento.

 


(B) Osservando il sistema, prova a spiegare quali sono le possibile forze che agiscono sul corpo poggiato sul piano.

DOMANDE

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante spiega perché è utile svolgere questo esperimento.

 


(B) Osservando il sistema, prova a spiegare quali sono le possibile forze che agiscono sul corpo poggiato sul piano.

DOMANDE

 

 

 

(C) Determina quali sono le direzioni, ed i versi delle forze in gioco, ed il rapporto tra le loro intensità.
Da ciò ricava la condizione di equilibrio.

DOMANDE

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante spiega perché è utile svolgere questo esperimento.

 


(B) Osservando il sistema, prova a spiegare quali sono le possibile forze che agiscono sul corpo poggiato sul piano.

DOMANDE

 

 

 

(C) Determina quali sono le direzioni, ed i versi delle forze in gioco, ed il rapporto tra le loro intensità.
Da ciò ricava la condizione di equilibrio.

DOMANDE

 

(D) Sposta il corpo dal piano su cui è poggiato:ovviamente cade. Perché? Spiega perché non sussiste più la condizione di equilibrio

DOMANDE

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante spiega perché è utile svolgere questo esperimento.

 


(B) Osservando il sistema, prova a spiegare quali sono le possibile forze che agiscono sul corpo poggiato sul piano.

DOMANDE

 

 

 

(C) Determina quali sono le direzioni, ed i versi delle forze in gioco, ed il rapporto tra le loro intensità.
Da ciò ricava la condizione di equilibrio.

DOMANDE

 

(D) Sposta il corpo dal piano su cui è poggiato:ovviamente cade. Perché? Spiega perché non sussiste più la condizione di equilibrio

DOMANDE

 

(E) Osserva l’ insegnante che spiega il paragone tra molla e piano del tavolo.

DOMANDE

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante spiega perché è utile svolgere questo esperimento.

 


(B) Osservando il sistema, prova a spiegare quali sono le possibile forze che agiscono sul corpo poggiato sul piano.

DOMANDE

 

 

 

(C) Determina quali sono le direzioni, ed i versi delle forze in gioco, ed il rapporto tra le loro intensità.
Da ciò ricava la condizione di equilibrio.

DOMANDE

 

(D) Sposta il corpo dal piano su cui è poggiato:ovviamente cade. Perché? Spiega perché non sussiste più la condizione di equilibrio

DOMANDE

 

(E) Osserva l’ insegnante che spiega il paragone tra molla e piano del tavolo.

DOMANDE

 

 

 

 

(F) Osserva l’ insegnante che spiega il caso generale in cui la direzione della reazione vincolare è sempre perpendicolare al piano di appoggio.

DOMANDE

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Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio di un corpo, indagando sulle forze che agiscono su di esso e determinando mediante le loro direzioni ed i loro versi la condizione di equilibrio.

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio di un corpo, indagando sulle forze che agiscono su di esso e determinando mediante le loro direzioni ed i loro versi la condizione di equilibrio.

 

(B) Viene chiesto allo studente quali potrebbero essere le forze agenti sul corpo poggiato sul vincolo orizzontale . Come suggerimento in caso di difficoltà si faccia presente che deve necessariamente agire la forza gravitazionale (sempre agente su ogni corpo), e che di contro poiché il corpo non cade verso il basso deve esistere una seconda forza equilibratrice al peso del corpo (reazione vincolare) per il terzo principio di Newton.

Conoscere le forze che agiscono sul corpo è fondamentale per spiegare come il corpo rimanga in equilibrio sul vincolo orizzontale

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio di un corpo, indagando sulle forze che agiscono su di esso e determinando mediante le loro direzioni ed i loro versi la condizione di equilibrio.

 

(B) Viene chiesto allo studente quali potrebbero essere le forze agenti sul corpo poggiato sul vincolo orizzontale . Come suggerimento in caso di difficoltà si faccia presente che deve necessariamente agire la forza gravitazionale (sempre agente su ogni corpo), e che di contro poiché il corpo non cade verso il basso deve esistere una seconda forza equilibratrice al peso del corpo (reazione vincolare) per il terzo principio di Newton.

Conoscere le forze che agiscono sul corpo è fondamentale per spiegare come il corpo rimanga in equilibrio sul vincolo orizzontale

 

(C) SI chiede allo studente di determinare le direzioni ed i versi delle forze cha agiscono sul corpo (forza gravitazionale e reazione vincolare), e l’ intensità della reazione vincolare in rapporto all’ intensità della forza gravitazionale. Quindi si chiede il perché dell’ equilibrio .

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio di un corpo, indagando sulle forze che agiscono su di esso e determinando mediante le loro direzioni ed i loro versi la condizione di equilibrio.

 

(B) Viene chiesto allo studente quali potrebbero essere le forze agenti sul corpo poggiato sul vincolo orizzontale . Come suggerimento in caso di difficoltà si faccia presente che deve necessariamente agire la forza gravitazionale (sempre agente su ogni corpo), e che di contro poiché il corpo non cade verso il basso deve esistere una seconda forza equilibratrice al peso del corpo (reazione vincolare) per il terzo principio di Newton.

Conoscere le forze che agiscono sul corpo è fondamentale per spiegare come il corpo rimanga in equilibrio sul vincolo orizzontale

 

(C) SI chiede allo studente di determinare le direzioni ed i versi delle forze cha agiscono sul corpo (forza gravitazionale e reazione vincolare), e l’ intensità della reazione vincolare in rapporto all’ intensità della forza gravitazionale. Quindi si chiede il perché dell’ equilibrio .

 

 

 

 

(D) Viene lasciato cadere il corpo per terra (spostandolo dal piano orizzontale). Si chiede allo studente di spiegare perché ora il corpo cade, e quali sono le forze che agiscono su di esso e se vi è condizione di equilibrio. Si spiega in questa maniera la natura della reazione vincolare come forza esclusivamente reazionaria alla forza con cui il corpo agisce sul piano orizzontale. In assenza di vincolo non esiste reazione vincolare.

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio di un corpo, indagando sulle forze che agiscono su di esso e determinando mediante le loro direzioni ed i loro versi la condizione di equilibrio.

 

(B) Viene chiesto allo studente quali potrebbero essere le forze agenti sul corpo poggiato sul vincolo orizzontale . Come suggerimento in caso di difficoltà si faccia presente che deve necessariamente agire la forza gravitazionale (sempre agente su ogni corpo), e che di contro poiché il corpo non cade verso il basso deve esistere una seconda forza equilibratrice al peso del corpo (reazione vincolare) per il terzo principio di Newton.

Conoscere le forze che agiscono sul corpo è fondamentale per spiegare come il corpo rimanga in equilibrio sul vincolo orizzontale

 

(C) SI chiede allo studente di determinare le direzioni ed i versi delle forze cha agiscono sul corpo (forza gravitazionale e reazione vincolare), e l’ intensità della reazione vincolare in rapporto all’ intensità della forza gravitazionale. Quindi si chiede il perché dell’ equilibrio .

 

 

 

 

(D) Viene lasciato cadere il corpo per terra (spostandolo dal piano orizzontale). Si chiede allo studente di spiegare perché ora il corpo cade, e quali sono le forze che agiscono su di esso e se vi è condizione di equilibrio. Si spiega in questa maniera la natura della reazione vincolare come forza esclusivamente reazionaria alla forza con cui il corpo agisce sul piano orizzontale. In assenza di vincolo non esiste reazione vincolare.

 

(E) Si porta come esempio una molla verticale sulla quale è poggiata una sferetta. La molla tende a comprimersi, ma dall’ esperienza comune siamo portati a dire che la molla reagisce sulla sferetta tentando di spingerla verso l’ alto. Si introduce quindi la similitudine tra la molla e la parte del vincolo sul quale è poggiato il corpo, in quanto il tavolo come tutti gli oggetti è dotato di una sua elasticità, e quindi sottoposto ad una forza di pressione come quella di un corpo poggiato su di esso reagisce come la molla spingendo il corpo verso l’ alto.

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio di un corpo, indagando sulle forze che agiscono su di esso e determinando mediante le loro direzioni ed i loro versi la condizione di equilibrio.

 

(B) Viene chiesto allo studente quali potrebbero essere le forze agenti sul corpo poggiato sul vincolo orizzontale . Come suggerimento in caso di difficoltà si faccia presente che deve necessariamente agire la forza gravitazionale (sempre agente su ogni corpo), e che di contro poiché il corpo non cade verso il basso deve esistere una seconda forza equilibratrice al peso del corpo (reazione vincolare) per il terzo principio di Newton.

Conoscere le forze che agiscono sul corpo è fondamentale per spiegare come il corpo rimanga in equilibrio sul vincolo orizzontale

 

(C) SI chiede allo studente di determinare le direzioni ed i versi delle forze cha agiscono sul corpo (forza gravitazionale e reazione vincolare), e l’ intensità della reazione vincolare in rapporto all’ intensità della forza gravitazionale. Quindi si chiede il perché dell’ equilibrio .

 

 

 

 

(D) Viene lasciato cadere il corpo per terra (spostandolo dal piano orizzontale). Si chiede allo studente di spiegare perché ora il corpo cade, e quali sono le forze che agiscono su di esso e se vi è condizione di equilibrio. Si spiega in questa maniera la natura della reazione vincolare come forza esclusivamente reazionaria alla forza con cui il corpo agisce sul piano orizzontale. In assenza di vincolo non esiste reazione vincolare.

 

(E) Si porta come esempio una molla verticale sulla quale è poggiata una sferetta. La molla tende a comprimersi, ma dall’ esperienza comune siamo portati a dire che la molla reagisce sulla sferetta tentando di spingerla verso l’ alto. Si introduce quindi la similitudine tra la molla e la parte del vincolo sul quale è poggiato il corpo, in quanto il tavolo come tutti gli oggetti è dotato di una sua elasticità, e quindi sottoposto ad una forza di pressione come quella di un corpo poggiato su di esso reagisce come la molla spingendo il corpo verso l’ alto.

 

(F) L’ insegnante spiega che il caso particolare della direzione della reazione vincolare perpendicolare al piano è un caso del tutto generale. Solo da questo esperimento gli studenti potrebbero pensare che la direzione della reazione vincolare sia sempre verticale, e quindi è utile di loro che in generale la direzione è perpendicolare al piano di appoggio.

 

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