L'officina delle molle: affiancate o in fila?

Un gioco di simulazione educativo. Appendi carichi a molle affiancate, in fila o tagliate a metà, prevedi l'allungamento o la costante elastica, poi guarda il carico assestarsi accanto a un righello.

Legge di HookeMolle combinate

OFFICINA DELLE MOLLE

Affiancate

Pronto
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Allungamento nel tempoMolle e caricoLa tua previsionePosizione di riposo o molla intera
Molle combinatek = k₁ + k₂

Tempo

0.00 s

t

Allungamento

— cm

x

Forza della molla

— N

F = k·x

Costante combinata

— N/m

k

Periodo dell'oscillazione

— s

T = 2π·√(m ÷ k)

Prevedi prima di avviare

Scrivi la tua previsione per preparare tutto. Avvia resta disattivato finché non c'è una risposta.

Prevedi l'allungamento e la rigidità.

Punteggio della missione—

Ogni risposta deve essere entro il 2%: ognuna vale 100 punti. Indovinarla alla prima prova aggiunge 50 punti. Una prova conta appena comincia.

✓ Risposta giusta① Al primo colpo

Come si gioca a L'officina delle molle

  1. Scegli una prova e leggi le molle e il carico sulla scheda.
  2. Decidi come le molle si dividono il carico: affiancate se lo dividono, in fila ciascuna lo porta tutto.
  3. Scrivi la tua previsione e premi Avvia. Il carico viene abbassato dolcemente accanto a un righello.
  4. Confronta dove si assesta con la tua linea arancione, o l'oscillazione con il tuo periodo.

Come si combinano le molle?

Una molla si allunga in proporzione alla forza che la tira, F = k·x, e la costante elastica k dice quanti newton la allungano di un metro. Quando due molle sono affiancate e reggono insieme un carico, si allungano entrambe della stessa quantità e si dividono la forza, quindi la coppia è più rigida: k = k₁ + k₂. Quando sono in fila, ogni molla porta tutto il carico, entrambe si allungano e gli allungamenti si sommano, quindi la coppia è più morbida: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂, e due molle uguali ne fanno una rigida la metà. Tagliare una molla funziona al contrario: ogni pezzo ha meno spire su cui distribuire l'allungamento, quindi mezza molla è rigida il doppio. Le quattro molle di un'auto si dividono il suo peso affiancate, un materasso usa centinaia di molle affiancate e una lunga catena di molle è morbida ed elastica. La costante elastica fissa anche la rapidità con cui oscilla una massa: T = 2π·√(m ÷ k).

Un modello di apprendimento mirato

Le molle sono ideali: senza massa, con allungamento proporzionale alla forza e senza attrito. Ogni molla è disegnata lunga 18 cm prima di allungarsi, e il carico viene abbassato dolcemente in 2 s fino a dove le molle reggono il suo peso. Per l'oscillazione, la massa parte 3 cm sotto il riposo e oscilla per 2 s. Gli allungamenti sono in scala sul righello. Le risposte entro il 2% sono giuste. g = 9,8 m/s².

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