Come si gioca a L'officina delle molle
- Scegli una prova e leggi le molle e il carico sulla scheda.
- Decidi come le molle si dividono il carico: affiancate se lo dividono, in fila ciascuna lo porta tutto.
- Scrivi la tua previsione e premi Avvia. Il carico viene abbassato dolcemente accanto a un righello.
- 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.