I leveraggi guidano e trasformano il movimento — Ingegneria, 11–13 anni
Barre collegate possono trasmettere un movimento dietro un angolo o trasformare una spinta in un percorso diverso.
Che cos’è un leveraggio
Un leveraggio è un insieme di barre rigide unite da perni o giunti scorrevoli. Quando una barra si muove, i collegamenti fanno seguire alle altre una traiettoria limitata. Scegliendo la lunghezza delle barre e la posizione dei giunti, gli ingegneri possono trasformare una spinta in un’oscillazione, un sollevamento o un movimento rettilineo guidato.
Quale problema risolvono i leveraggi
Un motore o la mano di una persona può muoversi in cerchio o lungo un breve percorso, mentre il lavoro richiede un movimento diverso in un altro punto. Un leveraggio collega queste due esigenze senza un motore separato per ogni pezzo. Gli ingegneri hanno creato molte configurazioni per controllare il movimento usando parti semplici e riutilizzabili.
Un leveraggio a quattro barre
Fissa a una tavola una barra di 10 cm con perni distanti 8 cm, poi collega una seconda barra di 6 cm. Unisci una terza barra di 10 cm tra le estremità libere. Quando la prima gira, l’ultima oscilla restando collegata ai due giunti: le barre guidano la sua estremità.
L’errore comprensibile
È comprensibile aspettarsi che una barra dritta faccia muovere la sua estremità in linea retta. In realtà, una barra fissata con un perno a un’estremità fa seguire all’altra un arco, perché la distanza dal perno resta costante. Un leveraggio combina diversi archi per creare un percorso più diritto o utile.
Dove si usano i leveraggi
I tergicristalli usano leveraggi per permettere a un motore di muovere due spazzole avanti e indietro. Le sedie pieghevoli e le lampade regolabili li usano per cambiare posizione mantenendo collegate le parti. Anche alcuni robot che camminano usano gambe articolate, così un motore produce passi ripetuti.
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