Spingere e tirare

Scuola primariaFisicaForze costanti opposte in una dimensione, con una soglia di resistenza secca, a partire da fermo

Trascina lateralmente una delle due maniglie arancioni della forza, poi avvia il carrello. Bilancia le due forze oppure inverti il lato prevalente.

3D

Trascina l’apparato per regolarlo. Trascina lo sfondo per ruotarlo. Scorri per ingrandire o ridurre.

Quaderno delle misurazioni

Modifica la configurazione, verifica una previsione e salva il risultato. Vengono conservate fino a 12 istantanee.

Informazioni su questo esperimento

Tira le maniglie su entrambi i lati di un carrellino giocattolo. Bilancia le forze, rendi più forte un lato e confronta come la massa e la resistenza del binario modificano il moto risultante.

Obiettivi di apprendimento

  • Trova la direzione e l’intensità della forza risultante.
  • Prevedi quando un carrellino con forze bilanciate rimane fermo.
  • Confronta l’accelerazione quando la stessa forza viene applicata a masse diverse.

Come si usa

  1. 1Esegui la prova con le forze disuguali predefinite e annota in quale direzione si muove il carrellino.
  2. 2Bilancia le forze sulle maniglie e ripeti partendo da fermo.
  3. 3Inverti le forze e confronta lo spostamento con segno.
  4. 4Aumenta la resistenza di attrito quanto basta per trattenere il carrellino, poi aumenta una forza finché non si muove.

Il modello

La direzione positiva è verso destra.
Queste espressioni si applicano dopo che la forza risultante ha superato la resistenza, partendo da fermi.

Ipotesi

  • Ogni modifica di un parametro prepara una nuova prova partendo da fermo. Le forze sono collineari e rimangono costanti durante la prova.
  • La resistenza di attrito può bilanciare una forza applicata fino al limite scelto. Quando il carrellino inizia a scivolare, la sua intensità è pari a tale limite.
  • Il modello non considera l’inerzia di rotolamento, la resistenza dell’aria né le collisioni con la fine del binario. La scena utilizza una scala delle distanze fissa e segue il carrello vicino al bordo dell’inquadratura.

Provalo in classe

  1. Q1Cosa succede quando forze uguali tirano in direzioni opposte?
  2. Q2Come può coesistere una forza applicata diversa da zero con una forza risultante pari a zero?

Domande frequenti

Perché a volte il carrello rimane fermo quando si tirano le maniglie con forze diverse?

La resistenza statica compensa la loro differenza quando questa è inferiore al limite di resistenza scelto.

Le forze equilibrate implicano sempre una velocità nulla?

Implicano un’accelerazione nulla. Questa attività riparte da fermi a ogni esecuzione; l’esperimento sull’inerzia dimostra separatamente che possono esserci forze equilibrate con una velocità diversa da zero.