Informazioni su questo esperimento
Sollevare un carico più in alto richiede più lavoro. Sollevarlo in meno tempo richiede più potenza, anche se il lavoro rimane invariato. Confronta carichi e altezze con un paranco ideale, poi modifica la durata per distinguere il trasferimento di energia dalla sua velocità.
Obiettivi di apprendimento
- Studia come l’altezza di sollevamento influisce sul lavoro mantenendo costanti le altre variabili.
- Usa il grafico e i valori numerici per verificare una previsione.
- Spiega le ipotesi fisiche e i limiti di applicabilità di questo modello.
Come si usa
- 1Solleva 20 kg di 3 m in 5 s. Verifica che il lavoro sia di 588,6 J e la potenza di 117,72 W.
- 2Salva la curva, poi raddoppia la massa. Confronta il lavoro a ogni altezza.
- 3Dimezza la durata mantenendo costanti massa e altezza. Quale valore visualizzato raddoppia?
- 4Imposta l’altezza a zero. Spiega perché la forza di sostegno rimane diversa da zero mentre il lavoro è nullo.
Il modello
Ipotesi
- Durante il sollevamento, il carico si muove verticalmente a velocità costante. Si trascurano i transitori di avvio e arresto.
- Non ci sono perdite meccaniche. Il lavoro e la potenza si riferiscono al trasferimento utile al carico, non alla potenza elettrica in ingresso.
Provalo in classe
- Q1Due motori sollevano lo stesso carico alla stessa altezza in tempi diversi. Quali grandezze coincidono?
- Q2Quanta potenza utile serve per sollevare 50 kg a 0,4 m/s?
Domande frequenti
Perché la forza non cambia al variare della durata?
A velocità costante, la forza di sollevamento equilibra il peso. Una durata minore aumenta la velocità, non la forza di sollevamento costante necessaria.
La potenza media è uguale alla potenza istantanea?
Durante la fase ideale di questo sollevamento a velocità costante, sì. I motori reali hanno bisogno di potenza anche per accelerare il carico e compensare le perdite.