Gli ingranaggi cambiano il movimento — Fisica, 7–10 anni
Gli ingranaggi sono ruote dentate che lavorano insieme. La loro grandezza e disposizione possono cambiare la velocità, il senso di rotazione o lo sforzo necessario.
Che cosa fanno gli ingranaggi
Quando i denti di due ingranaggi si incastrano, facendo girare uno si fa girare anche l’altro. Girano in direzioni opposte perché i bordi a contatto si muovono uno contro l’altro. Un ingranaggio piccolo che fa girare uno grande lo fa ruotare più lentamente, ma con più forza di rotazione.
Perché usiamo gli ingranaggi
Le macchine spesso hanno bisogno di rendere un movimento più rapido, più lento, più forte o inverso. Gli ingranaggi risolvono il problema mantenendo unite le parti e facendole girare insieme. Furono sviluppati per oggetti come orologi e mulini, dove bisognava modificare in modo controllato un movimento regolare.
Contare i denti degli ingranaggi
Un ingranaggio piccolo ha 10 denti e fa girare uno grande con 30 denti. Quando il piccolo compie 3 giri completi, i suoi 30 denti passano dal punto di contatto. Questo muove tutti i 30 denti dell’ingranaggio grande, che compie 1 giro. Il grande gira tre volte più lentamente, in direzione opposta.
Un ingranaggio grande non è semplicemente più veloce
È facile pensare che una ruota grande debba girare più velocemente perché il suo bordo percorre più strada. Sembra logico se osserviamo un punto del bordo. Però gli ingranaggi sono collegati dai denti: nello stesso punto passa lo stesso numero di denti, quindi quello con più denti impiega più tempo per un giro.
Gli ingranaggi nelle macchine di ogni giorno
Una bicicletta usa gli ingranaggi per permettere alle gambe di scegliere una pedalata più facile in salita o più veloce in pianura. Gli orologi usano diversi ingranaggi per muovere le lancette a velocità differenti. Si trovano anche in giocattoli, frullatori e alcuni ascensori. Cambiano il movimento, ma non creano energia.
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