Equilibrio di un sistema rigido

Esperimento 3 : Equilibrio di una guida omogenea

Elementi di teoria

Obiettivi e metodi

Descrizione delle attività

(A) Introduzione all'esperimento

 

 

 

 

 

(B) Esempio di equilibrio orizontale della guida

 

 

 

 

(C) Condizioni di equilibrio

 

 

 

 

 

 

 

D) Regola generale per l'equilibrio rotazionale

 

 

 

 

 

 

 

(E) Altri esempi di equilibrio con vari pesi


 

 

 

 

 

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante che spiega come effettuare questo esperimento

 

 

 

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante che spiega come effettuare questo esperimento

 

 

(B) Osserva perché la guida ruota quando è posizionato un solo peso, ed è in equilibrio se si pone un peso uguale dalla parte opposta alla stessa distanza..

DOMANDE

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante che spiega come effettuare questo esperimento

 

 

(B) Osserva perché la guida ruota quando è posizionato un solo peso, ed è in equilibrio se si pone un peso uguale dalla parte opposta alla stessa distanza..

DOMANDE

 

(C)Prova ad equilibrare orizzontalmente la guida posizionando opportunamente il pesetto

DOMANDE

 

 

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante che spiega come effettuare questo esperimento

 

 

(B) Osserva perché la guida ruota quando è posizionato un solo peso, ed è in equilibrio se si pone un peso uguale dalla parte opposta alla stessa distanza..

DOMANDE

 

(C)Prova ad equilibrare orizzontalmente la guida posizionando opportunamente il pesetto

DOMANDE

 

 

 

(D) Prova a farti congetture: dagli esperimenti appena fatti puoi ricavare una regola generale che permetta di trovare l ‘equilibrio della guida? Prova a ragionare sui momenti delle forze

DOMANDE

Scheda per lo studente

(A) Osserva gli oggetti utilizzati nell’ esperimento e a cosa servono, e ascolta l’ Insegnante che spiega come effettuare questo esperimento

 

 

(B) Osserva perché la guida ruota quando è posizionato un solo peso, ed è in equilibrio se si pone un peso uguale dalla parte opposta alla stessa distanza..

DOMANDE

 

(C)Prova ad equilibrare orizzontalmente la guida posizionando opportunamente il pesetto

DOMANDE

 

 

 

(D) Prova a farti congetture: dagli esperimenti appena fatti puoi ricavare una regola generale che permetta di trovare l ‘equilibrio della guida? Prova a ragionare sui momenti delle forze

DOMANDE

 

 

 

 

(E) Verificare la condizione sui momenti per equilibrare orizzontalmente la guida

 

 

 

 

Scarica la scheda per lo studente

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio della guida orizzontale, cercando di caratterizzare i momenti in gioco.

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio della guida orizzontale, cercando di caratterizzare i momenti in gioco.

 

 

(B) L’ insegnante posiziona un peso sulla guida per far vedere come si crei la rotazione della guida attorno al suo fulcro. Poi si posiziona un altro peso per bilanciare i momenti ed equilibrare orizzontalmente la guida. I due pesi devono essere uguali posizionati alla stessa distanza dal fulcro ma da parti opposte

Si presenta così una prima condizione di equilibrio per la guida orizzontale

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio della guida orizzontale, cercando di caratterizzare i momenti in gioco.

 

 

(B) L’ insegnante posiziona un peso sulla guida per far vedere come si crei la rotazione della guida attorno al suo fulcro. Poi si posiziona un altro peso per bilanciare i momenti ed equilibrare orizzontalmente la guida. I due pesi devono essere uguali posizionati alla stessa distanza dal fulcro ma da parti opposte

Si presenta così una prima condizione di equilibrio per la guida orizzontale

 

(C) L’ insegnante posiziona da entrambe le parti della guida, in maniera tale che comunque guida non sia in equilibrio orizzontale. Per esempio si può posizionare un peso a distanza 2 sulla destra e l’ altro a distanza 1 sulla sinistra. Si chiede allo studente di posizionare opportunamente un altro pesetto uguale a i precedenti per equilibrare orizzontalmente la guida.

Si vuol far pervenire mediante prove e ragionamento alla condizione di equilibrio, per poi trarre una legge generale

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio della guida orizzontale, cercando di caratterizzare i momenti in gioco.

 

 

(B) L’ insegnante posiziona un peso sulla guida per far vedere come si crei la rotazione della guida attorno al suo fulcro. Poi si posiziona un altro peso per bilanciare i momenti ed equilibrare orizzontalmente la guida. I due pesi devono essere uguali posizionati alla stessa distanza dal fulcro ma da parti opposte

Si presenta così una prima condizione di equilibrio per la guida orizzontale

 

(C) L’ insegnante posiziona da entrambe le parti della guida, in maniera tale che comunque guida non sia in equilibrio orizzontale. Per esempio si può posizionare un peso a distanza 2 sulla destra e l’ altro a distanza 1 sulla sinistra. Si chiede allo studente di posizionare opportunamente un altro pesetto uguale a i precedenti per equilibrare orizzontalmente la guida.

Si vuol far pervenire mediante prove e ragionamento alla condizione di equilibrio, per poi trarre una legge generale

 

(D) L’ insegnante chiede se esiste una regola generale per trovare immediatamente la condizione di equilibrio.

Eventualmente si spiega che per posizionare velocemente il pesetto si devono misurare i momenti (spiegando eventualmente cosa è il momento) delle varie forze peso, e considerare che per avere l’ equilibrio orizzontale la somma vettoriale dei momenti deve essere complessivamente nulla.

Spiegare allo studente che questa condizione sui momenti garantisce l’ equilibrio rotazionale, per un qualsiasi corpo.

Scheda per il docente

(A) Si spiega che lo scopo dell’ esperimento è mostrare l’ equilibrio della guida orizzontale, cercando di caratterizzare i momenti in gioco.

 

 

(B) L’ insegnante posiziona un peso sulla guida per far vedere come si crei la rotazione della guida attorno al suo fulcro. Poi si posiziona un altro peso per bilanciare i momenti ed equilibrare orizzontalmente la guida. I due pesi devono essere uguali posizionati alla stessa distanza dal fulcro ma da parti opposte

Si presenta così una prima condizione di equilibrio per la guida orizzontale

 

(C) L’ insegnante posiziona da entrambe le parti della guida, in maniera tale che comunque guida non sia in equilibrio orizzontale. Per esempio si può posizionare un peso a distanza 2 sulla destra e l’ altro a distanza 1 sulla sinistra. Si chiede allo studente di posizionare opportunamente un altro pesetto uguale a i precedenti per equilibrare orizzontalmente la guida.

Si vuol far pervenire mediante prove e ragionamento alla condizione di equilibrio, per poi trarre una legge generale

 

(D) L’ insegnante chiede se esiste una regola generale per trovare immediatamente la condizione di equilibrio.

Eventualmente si spiega che per posizionare velocemente il pesetto si devono misurare i momenti (spiegando eventualmente cosa è il momento) delle varie forze peso, e considerare che per avere l’ equilibrio orizzontale la somma vettoriale dei momenti deve essere complessivamente nulla.

Spiegare allo studente che questa condizione sui momenti garantisce l’ equilibrio rotazionale, per un qualsiasi corpo.

 

(E) Si lascia lo studente “giocherellare” con i pesi per trovare più configurazioni di equilibrio: in questo caso è però necessario utilizzare a ragione la regola sull’ annullamento della somma dei momenti, invece di trovare l’ equilibrio per prove o supposizioni.

La prova pratica della regola è utile per essere più facilmente memorizzata

 

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