Esercizi: Classificare e descrivere oggetti e macchine

Spiega la differenza tra oggetto, strumento e macchina, con un esempio per ciascuno.

Classifica i seguenti elementi come leva di primo, secondo o terzo genere: forbici, schiaccianoci, carriola, pinzette, altalena a bilico.

Una ruota dentata ha 20 denti e ingrana con una seconda di 40 denti. La prima compie 120 giri al minuto.

1. a) Calcola il rapporto di trasmissione $i = \frac{z_{\text{condotta}}}{z_{\text{motrice}}}$.
2. b) Calcola i giri al minuto della seconda ruota.
3. c) Dice se la seconda gira più veloce o più lenta della prima.

Una bicicletta ha una corona anteriore con 48 denti e un pignone posteriore con 16 denti. La ruota ha diametro 70 cm.

1. a) Calcola quanti giri compie la ruota per un giro dei pedali.
2. b) Calcola la distanza percorsa per un giro dei pedali (usa $\pi \approx 3{,}14$).
3. c) Perché passando a un pignone da 24 denti si fa meno fatica in salita?

Con una leva di primo genere vuoi sollevare un masso di 600 N. Il fulcro è a 0,25 m dal masso.

1. a) Calcola la forza da applicare se il braccio della forza è 1,50 m, usando $F_p \cdot b_p = F_r \cdot b_r$.
2. b) Quale lunghezza serve per il braccio se puoi applicare solo 100 N?
3. c) Cosa guadagni e cosa perdi usando una leva vantaggiosa?

Descrivi una bicicletta elencando:

1. a) almeno quattro meccanismi o parti che trasmettono o trasformano il moto;
2. b) i materiali tipici di telaio, pneumatici e catena e la ragione di ogni scelta;
3. c) una struttura rigida e una parte che lavora a trazione.

Un motore elettrico gira a 1.500 giri/min e muove un argano con un riduttore a due stadi. Il primo stadio ha ruote da 15 e 60 denti, il secondo da 20 e 80 denti. Il tamburo dell'argano ha raggio 0,10 m.

1. a) Calcola il rapporto di trasmissione totale.
2. b) Calcola i giri/min del tamburo.
3. c) Calcola la velocità di salita del carico in m/s.
4. d) Se la coppia del motore è 2 N·m e si ignorano le perdite, calcola la coppia sul tamburo e la forza massima sul carico.

Un cavalletto per telecamera ha tre gambe di acciaio inclinate. Spiega:

1. a) perché tre gambe appoggiano sempre tutte a terra, senza dondolare, su qualsiasi terreno, mentre con quattro gambe ciò non è garantito;
2. b) in che modo l'ampiezza dell'apertura delle gambe influisce sul baricentro e sul rischio di ribaltamento;
3. c) quali sollecitazioni (compressione, trazione, flessione, taglio) agiscono sulle gambe.

Confronta un ponte ad arco in pietra, un ponte a travata in acciaio e un ponte strallato.

1. a) Per ciascuno indica quali elementi lavorano a compressione e quali a trazione.
2. b) Quale è più adatto per grandi luci e perché?
3. c) Fai un esempio italiano per ciascun tipo e spiega a quale necessità risponde.