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Forza distribuita su una superficie

Classe seconda, secondaria di primo gradoPercorso edumaterial

Che cosa imparerai

  • Utilizzare i concetti fisici fondamentali quali: pressione, volume, velocità, peso, peso specifico, forza, temperatura, calore, carica elettrica, ecc., in varie situazioni di esperienza; in alcuni casi raccogliere dati su variabili rilevanti di differenti fenomeni, trovarne relazioni quantitative ed esprimerle con rappresentazioni formali di tipo diverso. Realizzare esperienze quali ad esempio: piano inclinato, galleggiamento, vasi comunicanti, riscaldamento dell’acqua, fusione del ghiaccio, costruzione di un circuito pila-interruttore-lampadina.

Prima di iniziare

  • Leggere una consegna e un esempio guidato

L'idea centrale

A parità di forza, una superficie di contatto più piccola produce pressione maggiore. Bisogna tenere fermo il peso quando si confrontano due appoggi.

Per confrontare due posizioni di uno stesso oggetto si mantiene fisso il suo peso e si osserva quale faccia tocca il piano. Cambiare insieme peso e superficie impedisce una conclusione immediata. Le unità contano: l'area non è una lunghezza. Un disegno che mostra due basi diverse aiuta a ragionare, ma non fornisce valori esatti senza misure. Per la formula p=F/A, occorre esprimere la forza in newton e l'area in metri quadrati.

Esempio svolto

Un blocco pesa 12 N; appoggia prima su 6 cm² e poi su 3 cm². Confronta le pressioni nel modello.

  1. Tengo costante la forza di 12 N
  2. Calcolo 12÷6=2 N/cm² nel primo caso
  3. Calcolo 12÷3=4 N/cm² nel secondo e confronto.

Sulla faccia di 3 cm² la pressione è doppia.

Un blocco è mostrato con due diverse superfici di appoggio.
Un blocco è mostrato con due diverse superfici di appoggio. I dati della risposta sono nel testo, non nelle misure dell'illustrazione.

Prova subito

  1. Vedi l'illustrazione

    Lo stesso blocco passa dalla faccia larga alla stretta. Dove la pressione è maggiore?

    • Sulla faccia stretta
    • Sulla faccia larga
    • È identica
    Vedi la soluzione spiegata

    Risposta: Sulla faccia stretta

    Il peso resta uguale e l'area si riduce: forza divisa per area cresce.

    Risposta: Sulla faccia stretta

    Il peso resta uguale e l'area si riduce: forza divisa per area cresce.

  2. Vedi l'illustrazione

    Una forza di 100 N agisce su 2 m². Pressione media?

    Vedi la soluzione spiegata

    Risposta: 50 Pa

    p=F/A=100 N÷2 m²=50 pascal.

    Risposta: 50 Pa

    p=F/A=100 N÷2 m²=50 pascal.

  3. Vedi l'illustrazione

    Lo stesso peso poggia prima su 4 cm² e poi su 8 cm². La pressione nel secondo caso è...

    • il doppio
    • uguale
    • la metà
    Vedi la soluzione spiegata

    Risposta: la metà

    A forza invariata, raddoppiare l'area dimezza F/A.

    Risposta: la metà

    A forza invariata, raddoppiare l'area dimezza F/A.

Allineamento curricolare e fonti

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