Embedded Files
Post date: Mar 25, 2011 6:15:49 PM
Abbiamo preso da youtube un video sugli urti e su questo abbiamo impostato la lezione. Di nuovo, il video era in inglese, ma le immagini parlavano da sole.Sarebbe servito un audio migliore pero'!
Il principio d'inerzia.
In altre parole, se un corpo è fermo, serve una forza per farlo muovere, ma se invece si muove, serve una forza per farlo fermare. E' una specie di principio di pigrizia dei corpi.
La prima parte del filmato ci dice che per fermare il manichino del crash test e impedire che si spiaccichi sul parabrezza, dobbiamo applicare una forza, ma in che modo?
Il video comincia con un manichino che cade da un camioncino quando questo improvvisamente parte.
E' l'introduzione al principio d'inerzia:
ogni corpo, in assenza di forze, mantiene il suo stato di moto.
Qui il principio d'inerzia non ci basta, dobbiamo capire qualcosa di più su come si comportano gli oggetti sottoposti ad una forza. L'uovo che sbatte contro un muro si rompe, quello che arriva contro il lenzuolo no! Per entrambi la variazione di velocità è la stessa, da 30 km/h a 0 km/h, ma la decelerazione è diversa, perchè contro il muro l'urto dura pochissimo tempo, mentre contro il lenzuolo il rallentamento è più graduale. Per salvare il guidatore della macchina, dobbiamo prolungare il tempo in cui si ferma, ad esempio mettendo un airbag o costruendo automobili con la parte anteriore che si può deformare per attutire l'impatto.
Forza e accelerazione saranno i concetti da collegare, e nel collegamento verrà fuori un'altra quantità interessante: la massa. Prova a dare un calcio ad una palla da boowling o ad un pallone da calcio, quale dei due partirà alla velocità maggiore? Si possono fare mille esempi di questo tipo: è chiaro a tutti che è più difficile spingere un camion che una smart!
Allora più un oggetto è pesante e più è difficile metterlo in movimento? E' quasi così, ma non proprio: immagina un astronauta nello spazio, in assenza di peso. Anche per lui dare un calcione ad una palla da bowling non è consigliabile, nonostante il peso della palla da bowling e del pallone da calcio siano ambedue nulli. Non è il peso, ma la massa di un oggetto che conta. I due concetti si possono confondere sulla terra perché sono proporzionali, se raddoppio la massa, raddoppia anche il peso, ma se mi sposto sulla luna o nello spazio aperto, la massa rimane uguale, mentre il peso diminuisce.
Per andare a fondo alla questione, è utile introdurre due concetti: l'energia e la quantità di moto. In uno scontro di automobili, l'energia viene persa per piegare le lamiere, ed è la quantità di moto la quantità più significativa.Cos'è la quantità di moto e perchè ci permette di capire come avvengono gli urti?
La quantità di moto ("momentum" in inglese), è il prodotto della massa per la velocità: quantità di moto = massa X velocità
Una palla da bowling di 3 kg lanciata a 0,5 m/s ha una quantità di moto di 1,5 kilogrammi per metri al secondo, esattamente come una palla da volley da un etto lanciata a 15 m/s. Supponi che queste due palle facciano un urto frontale, cosa succede? Una delle due palle prosegue la sua corsa oppure tutte e due rimbalzano?
Se una automobile da 600 kg che va 100 km/h si scontra frontalmente con un camion fermo che pesa 15000 kg, questo naturalmente indietreggia, poco ma indietreggia. La stessa cosa succede se il camion va molto piano, ad es. ad 1 cm/h. Ma se il camion va abbastanza veloce, l'impatto con l'automobile non riesce a fermarlo del tutto: è lui a trascinare la macchina.
Ci sarà quindi una velocità in cui né il camion né l'automobile proseguono la corsa. Può darsi che rimbalzino o che si incastrino in un groviglio di lamiere, ma nessuno dei due mezzi riesce a spostare l'altro. Le due quantità in gioco qui sono la velocità e la massa. Non è difficile scoprire che l'unico modo perché nessuno dei due veicoli sposti l'altro è che abbiano la stessa quantità di moto. Proponi un esperimento per verificare cosa succede, usando il nostro pendolo di Newton o la rotaia.Schede di lavoro originali (in inglese)
Page updated
Google Sites
Report abuse