L’energia
meccanica è quella che riconosciamo quando un corpo si muove per effetto di una
forza che ne consente il movimento.
In
questo caso si dice che la forza compie un lavoro pari al prodotto della sua intensità
per lo spostamento del punto di applicazione
L=
Fxs
 |
| nell'impatto col piede l'energia cinetica si trasferisce dal calciatore al pallone |
L’energia
meccanica può essere inoltre intesa come la somma dell’energia potenziale
(l’energia posseduta da un copro in quiete) e dell’energia cinetica (l’energia
posseduta da un corpo in movimento).
E=K+U
Dove K è
l’energia cinetica e U l’energia potenziale.
Siccome
sappiamo che l’energia non si crea e non si distrugge, questa equazione ci dice
anche che quando la componente cinetica dell’energia meccanica aumenta quella
potenziale diminuisce e viceversa.
 |
| quando è sul trampolino l'energia cinetica del tuffatore è 0, mentre quella potenziale è massima in quanto è alla massima distanza dall'acqua. Nel tuffo l'energia cinetica progressivamente aumenta mentre quella potenziale si riduce, in questo modo l'energia meccanica non cambia. Nell'impatto con l'acqua l'energia cinetica è massima mentre quella potenziale è a 0. |
_moto
traslatorio: quando per effetto della forza motrice il copro si muove nello spazio
(ad esempio il moto di una slitta che scivola sulla neve o di una canoa che
avanza lungo un corso d’acqua)
 |
| moto traslatorio |
_moto
rotatorio: quando ile forze motrici innescano un movimento dall’andamento
circolare (ad esempio le pale di un ventilatore). Se al moto rotatorio si
aggiunge uno spostamento parliamo di moto rototraslatorio (ad esempio le ruote
di un’auto che ruotano mentre si spostano lungo la strada).
 |
| moto rotatorio (quello del ventilatore!) |
 |
| le ruote delle moto compiono un moto rototraslatorio, mentre le moto compiono un moto traslatorio |
_moto armonico:
è il moto di un copro che per effetto della forza motrice subisce un’oscillazione
(ad esempio una molla o un pendolo)
 |
| moto armonico |
 |
| in base alla posizione del punto di applicazione della forza motrice rispetto al baricentro del pallone, possiamo imprimere a quest'ultimo diversi effetti che si manifestano nel tipo di moto. |
LE
MACCHINE SEMPLICI
Una
macchina semplice è una macchina elementare che non può essere scomposta in macchine
ancora più elementari.; il suo scopo è quello di amplificare la forza umana
permettendo di svolgere lavori non consentiti dal semplice impiego della forza
muscolare.
LA LEVA
Un esempio
di macchina semplice è la leva: essa è formata da un’asta rigida che può
ruotare intorno ad un punto fisso detto fulcro (F).
Il
principio di funzionamento della leva consente di sollevare grandi carichi con
una forza modesta.
 |
| un'esempio di leva in equilibrio |
La forza
applicata (da una macchina o dall’uomo) è detta forza motrice (FM), la forza da
vincere (ad esempio un peso) è detta forza resistente (FR). La distanza tra
fulcro e forza resistente è detta braccio resistente (br) La distanza tra
fulcro e forza motrice è detta braccio della forza motrice (bm).
Una leva
si dice in equilibrio se:
FM
x bm = FR x br
Una leva
si dice vantaggiosa se la forza applicata richiesta è minore della forza
resistente, ovvero se il braccio-resistenza è più corto del braccio-potenza;
FM
< FR o br <bm
Una leva
si dice svantaggiosa se la
forza applicata richiesta è maggiore della forza resistente, ovvero se il
braccio-resistenza è più lungo del braccio-potenza
FM
> FR o br >bm
Una leva
si dice indifferente se la
forza applicata richiesta è uguale alla forza resistente, ovvero se il
braccio-resistenza è uguale al braccio-potenza
FM=FR
o br=bm
CLASSIFICAZIONE
DELLE LEVE
Una leva
si dice del primo genere se il fulcro si trova tra Forza resistente e Forza
motrice (chiave inglese, forbici, tenaglie…). Questo tipo di leva può essere
vantaggiosa, svantaggiosa o indifferente a seconda della lunghezza dei bracci
 |
| un esempio id leva del primo genere |
Una
macchina semplice assimilabile a una leva di primo grado è la carrucola.
 |
| la carrucola |
Si
tratta di una ruota (puleggia) che gira intorno a un perno che passa per il suo
centro. Sulla ruota è presente una scanalatura (gola) nella quale scorre una fune.
La differenza tra una leva ed una carrucola è che in quest'ultimo caso il
braccio della forza motrice (p) e della forza resistente (q) è lo stesso (R)
dunque la carrucola è una leva indifferente: lo sforzo fatto è uguale al carico
da sollevare. Il vantaggio della carrucola, è che nel suo uso, l'operatore
assume una posizione più comoda.
 |
| analogia tra carrucola e leva del primo genere |
Una leva
si dice del secondo genere se il la Forza resistente si trova tra il fulcro e
la Forza motrice (carriola, schiaccianoci, apribottiglie…). Questo tipo di leva
è sempre vantaggioso perché il braccio della forma matrice (bp) è sempre
maggiore del braccio resistente (br) quindi per vincere la Forza Resistente
possiamo applicare una Forza Motrice minore.
 |
| esempio di leva del secondo genere |
Una leva
si dice del terzo genere se il la Forza motrice si trova tra il fulcro e la
Forza resistente (canna da pesca, pinzette…). Questo tipo di leva è sempre
svantaggioso perché il braccio resistente (br) è sempre maggiore del braccio
della forma matrice (bp) e quindi dobbiamo sempre applicare una Forza Motrice
maggiore di quella Resistente, queste leve vengono comunque usate perché permettono
di ampliare lo spazio d'azione e fare movimenti più precisi.
 |
| esempio di leva del terzo genere |
LE LEVE
NEL CORPO UMANO
Tutte le
volte che nel nostro copro c'è movimento, si produce un sistema di leve aventi
come fulcro le articolazioni, come Forza motrice i muscoli collegati alle ossa,
e come Forza resistente i pesi da spostare.
 |
| leve dei tre generi nel corpo umano: la leva testa-collo (primo genere), la leva piede-gamba (secondo genere), la leva braccio-avambraccio (terzo genere) |
Ad esempio
le ballerine per sollevarsi sulla mezza punta, usano la leva del piede che ci
aiuta a mantenere stabilità: il piede ruota attorno alle dita, appoggiate al
suolo (fulcro). Il peso del corpo (Forza resistente o Resistenza) è applicato sulla
caviglia, mentre il tricipite surale fornisce la Forza motrice (o Potenza) che rende
possibile il movimento.
 |
| la leva del piede nella mezza punta |
Il piede
lavora esattamente come una leva di 2° genere, con il fulcro sulla punta e la
potenza nel calcagno, dove si inseriscono i muscoli della gamba. Questa leva è
sempre vantaggiosa per cui, con uno sforzo relativamente piccolo riusciamo a
sollevare tutto il peso del corpo, che è la resistenza da vincere.