Osserviamo e scopriamo
la materia….....come operiamo? …..con un
esperimento? ……Con una prova applicativa autentica?
A te studente la scelta.
Io come prova applicativa propongo la seguente:
Nel tuo condominio deve essere costruita una rampa per disabili
che serve a superare un dislivello
h = 30cm, Come studente di
fisica ti viene chiesto di valutare alcune delle caratteristiche costruttive della
rampa. Tieni conto che,per legge, in una
rampa esterna la forza equilibrante necessaria a tenere ferma la carrozzina per
disabile non deve superare il 5% della forza-peso.
1.LUNGHEZZA
DELLA RAMPA
Stabilisci qual è la minima lunghezza che la rampa deve avere in
modo da risultare a norma.
2.PAVIMENTAZIONE
DELLA RAMPA
Immagina che un disabile si trovi nella necessità di bloccare i
freni della carrozzina in modo da rimanere fermo sulla rampa, senza scivolare
verso il basso. Qual’è la proprietà fisica rilevante che deve avere in questo
caso il materiale che pavimenta la rampa,in relazione alla gomma che riveste le
ruote della carrozzina? Questa grandezza deve avere un valore numerico grande o
piccolo?
3.
COPERTURA DELLA RAMPA
In relazione al punto precedente, esamina quali problemi possono
sorgere pensando alle condizioni meteorologiche. Quale raccomandazione potresti
dare per evitarle?
4.
COMUNICAZIONE DEL RISULTATO
Prepara una relazione di una pagina che riassuma le tue
raccomandazioni. Come introduzione esponi le leggi fisiche che hai utilizzato
nelle tue valutazioni, meglio se accompagnate da opportuni schemi vettoriali.
Prima di tutto per ricavarci la lunghezza della rampa dobbiamo: dividere l*altezza (30cm) con il sen Θ (0,05)= 30*20 = 600cm (6m).
RispondiEliminaPer fa si che il disabile stia i equilibrio sulla rampa tenendo i freni:
il coefficiente di attrito dinamico deve essere maggiore del 5% .
Quindi se vogliamo che coefficiente di attrito dinamico sia maggiore del 5% è preferibile fare la rampa sotto una tettoia per non rischiare che con i cambiamenti meteorologici il μk scende sotto il 5%, è suggerito, se la rampa si trova in zone dove le temperature scendono sotto lo zero, un pavimento radiante per evitare la formazione di ghiaccio .
ROSSObs010
Considerazioni:
RispondiElimina1)La proprietà fisica rilevante in tale eventualità e la forza di attrito statico il cui coefficiente deve essere il più alto possibile.
2)Le complicanze relative al tempo metereologiche comprendono tutti i fenomeni di precipitazione, che diminuirebbero di parecchio il coefficiente di attrito.
La forza peso della carrozzina del disabile si scompone in due vettori componenti: quella della forza peso perpendicolare al piano inclinato e quella della forza peso parallela ad esso. In questo caso specifico che stiamo trattando si concentra maggiormente sulla forza parallela che deve essere inferiore o uguale al 5% della forza peso. Da ciò ricaviamo 0,05 × Fp= Fp × h/l da cui dividendo tutto per Fp otteniamo 0,05 × h/l = 0,05 × l = h
Isolando l (lunghezza rampa)
l= h/0,05 = 0,3/0,05 = 6 m che sarebbe la lunghezza minima della rampa.
ROSSOBS013
ROSSOBS014
ROSSOBS017
ROSSOBS018
Consideriamo la rampa per disabili come un piano inclinato.
RispondiElimina1. Calcololiamo la lunghezza della rampa usando la formula:
L(lunghezza)=D(dislivello)/P(pendenza) L=0,30/0,05= 600 cm × 10^-2 = 6 metri , la proprietà fisica del materiale con cui è fatta è il coefficiente d'attrito.
2.La pavimentazione deve avere caratteristiche antiscivolo e quindi avere un alto coefficiente di rugosità.
3.Per evitare che la rampa sia sottoposta all'azione degli agenti atmosferici ed in particolare alla pioggia che causerebbe una diminuzione del coefficiente di rugosità consiglierei la realizzazione della rampa in un luogo coperto, magari sotto un porticato, oppure coprendola con una pensilina.
4.Per progettare correttamente una rampa per disabili occorre conoscere prima 2 dati fondamentali:
- La pendenza massima che possiamo dare;
- Le caratteristiche che la superficie della rampa deve avere.
Per quanto riguarda la pendenza che la rampa deve avere, sappiamo che per legge non può superare il 5% della forza peso quindi utilizzando la formula per il calcolo delle pendenza abbiamo D=LxP dove D è il Dislivello, L la lunghezza della rampa e P la pendenza. Di conseguenza per calcolare la lunghezza della rampa usiamo la formula L=D/P.
Oltre a calcolare quanto è lunga la rampa è importante sapere che per evitare lo scivolamento verso il basso, ipotizzando che il disabile si fermi nella rampa e blocchi la carrozzina, dobbiamo utilizzare un materiale di rivestimento della rampa che abbia un alto coefficiente di rugosità. Ad esempio si potrebbe fare in calcestruzzo grezzo che assorbe l'acqua ed evita lo scivolamento. In fine è importante ricordarsi di costruire la rampa in un luogo riparato dagli agenti atmosferici come la pioggia, o se questo non è possibile di prevedere una copertura sopra la rampa.
ROSSOAS009
1. Considerando la rampa per disabili come un piano inclinato,possiamo determinare la lunghezza della rampa così:
RispondiEliminaL minima= h/p= 30 cm/0,05 cm= 600 cm×10^-2=600 m
2. La proprietà fisica principale del materiale con cui è fatta la rampa è che deve avere un coefficiente di attrito dinamico alto,perchè deve essere frenante a contatto con le ruote di gomma della carrozzina e per non farla scivolare.
3. La pioggia è uno dei problemi riguardanti le condizioni meteorologiche che si potrebbero riscontrare. Quando piove la rampa si bagna e fa si che la forza d'attrito si riduce.
4. Si potrebbe risolvere il problema o modificando la rampa,ad esempio farla in cemento con delle scanalature che rendono la superficie più scabra oppure più semplicemente non esporre la rampa alla pioggia e quindi coprirla con una tettoia.
ROSSOAS015
1) Per la realizzazione di questa rampa per disabili si utilizzano le condizioni fisico-vettoriali sul piano inclinato.
RispondiEliminaConsiderati i dati costruttivi e le regole dell'equilibrio,si ha che la minima lunghezza della rampa per soddisfare le richieste è 6 m.
l=h/0,05= 30/0,05=600cm=6m.
Quindi la rampa potrebbe essere di una lunghezza di 6 m,in modo che questa rampa sia a norma.
2) Il materiale che pavimenta la rampa deve avere un coefficiente di attrito dinamico maggiore o uguale al valore di 0,05.
Questo per far sì che la Forza-peso moltiplicata per 0,05 sia minore o uguale della Forza-peso moltiplicata per il coefficiente di attrito dinamico.
3)A causa di avverse condizioni atmosferiche e che quindi il coefficiente di attrito dinamico arrivi sotto il valore di 0,05 a contatto con una superficie bagnata(in questo caso il pavimento),si potrebbe costruire una tettoia.
ROSSOAS003
I dati forniti dal problema rendono nota la lunghezza dell?elemento architettonico,il quale congiunge due piani a quote diverse.Viene innanzitutto richiesta la distanza da transitare nell'interezza della rampa,e questa si può determinare(con le opportune operazioni matematiche)solo tenendo conto del valore della Fe(Forza equilibrante),data dal prodotto Fp h/l(in fisica).Si considera:1)un piano inclinato di un certo angolo a° rispetto all'orizzontale;2)che qualunque corpo posto sopra tale piano tenderà inevitabilmente a scendere per effetto della forza-peso Fp;questa è sempre perfettamente verticale,orientata verso il basso;3)si sceglie un sistema di riferimento comodo,ad esempio quello in cui l'asseX è diretto lungo il piano mentre Y è perpendicolare a questo;4)si considera la Fp(forza-peso),una grandezza vettoriale,in quanto caratterizzata da un numero non negativo,detto modulo o intensità,secondo l'unità di misura fissata;una direzione e un verso) come una grandezza direttamente proporzionale alla massa dell'oggetto ideale in esame,perciò:Fp=mg,dove g è una costante e indica l'accelerazione di gravità,espressa in m/s^2,equivalente a N/Kg.
RispondiEliminaA questo punto notiamo che un piano con pendenza h/l è uguale a sen a;inoltre,per le condizioni di equilibrio Fe(F.equilibrante)=Fp//(vettore componente della forza peso parallelo al piano inclinato),perciò vale la proporzione 5%Fp=Fp *h/l ,perciò 0,05=h/l semplificando la forza peso.Inoltre l=h/sen a =30cm/0,05=0,3m*20=6m
RossoAS018(FP)primo punto poi continuo
Dati:
RispondiEliminah:30 cm
Fe : 5% della Fp
PUNTI DA SVILUPPARE:
1) Ho calcolato la forza equilibrante che è il 5/100 della forza peso ( che si calcola m*g ovvero massa per costante di accelerazione di gravità), il punto da calcolare è la lunghezza minima che deve avere la rampa per disabili che è la relazione tra h (altezza) e Fe ( forza equilibrante).
Fe= 0,05 (5/100)
l= h/ Fe= 30/0,05 =600 cm - si passa a metri - 6 m
2) Deve avere delle proprietà fisiche che la principale è il coefficente di attrito dinamico alto perchè sapendo che in un piano inclinato ha verso opposto del moto, deve essere capace di non farla scivolare.
3) Un consiglio da dare può essere di fare la rampa per disabili al chiuso coperto da una tettoia perchè la forza di attrito dinamico a contatto con l'acqua diminuisce e questo influirebbe a farla scivolare.
ROSSOAS004
Il problema specifica che l'incognita b è in correlazione con le qualità costituenti del materiale con cui è costruito il pavimento sulla rampa,mettendo in evidenza che tale grandezza fisica ha attinenza con lo scorrimento reciproco(una sull'altra)delle due superfici,ovvero il pavimento e le gomme delle carrozzine.L'unica qualità propria e particolare che un corpo ha per sue natura e che lo distingue dagli altri è il coefficiente di attrito statico,un numero puro,cioè adimensionale.
RispondiEliminaPer determinarlo con operazioni matematiche considero che:con esso calcolo la Fs(forza di attrito statico),cioè quella forza che tende a impedire che un oggetto fermo su una superficie si distacchi da essa,cominciando a scivolare.Anche questo tipo di attrito ,come quello dinamico,è dovuto alle microscopiche irregolarità delle superfici a contatto.Quindi:1)la Fs e il coefficiente di attrito statico sono direttamente proporzionali,in quanto il loro rapporto è costante,e coincide con il vettore componente perpendicolare al piano della forza-peso(Fp_),cioè la forza premente;
2)F_ è uguale a Fpcos_a,da cui si ricava:coefficiente di attrito statico=Fp sen_a/Fs,perciò la forza con la quale si preme sulla superficie di appoggio in direzione perpendicolare e il coefficiente di attrito statico sono fattori della forza di attrito statico, la quale deve essere uguale alla forza equilibrante:Fp cos_a=Fp sen_a,da cui si ricava coefficiente di attrito statico=Fp sen_a/Fp cos_a,ottenendo l'uguaglianza:Fs--->Fp//--->coefficiente di attrito statico per Fp cos_a=Fp h/l|.In questo modo si ottiene un ente stratto,che rappresenta un insieme di unità limitato,quindi piccolo,in quanto Fp sen_a/Fp cos_a è un numero positivo minore di 1 .RossoAS018(FP)secondo punto poi continuo
A volte pensiamo alla fisica come una disciplina applicabile solo alla "scienza" e non alla vita quotidiana e reale;questa prova autentica è la dimostrazione del contrario. Per poter costruire una rampa ben funzionante ma soprattutto sicura per chi ne usufruisce bisogna tenere conto di diversi fattori risolvibili per mezzo di leggi fisiche.
RispondiEliminaPer prima cosa bisogna capire quanto dovrà essere lunga la rampa. Studiando l'equilibrio di un corpo su un piano inclinato abbiamo visto che affinché esso sia in equilibrio bisogna verificare due condizioni. Indicando con Fe la forza equilibrante, con Fp la forza-peso, con h l'altezza del piano e l la lunghezza, le condizioni sono:1)Fe=Fp// ;2)Rv=Fp perpendicolare uguale e contraria. Fp//=Fp×sin di alpha quindi Fe=Fp×sin di alpha. Sappiamo che Fe=5% di Fp quindi Fe=Fp×5/100=Fp×0.05 e allora sin di alpha= 0.05. Riconoscendo questo e sapendo la proporzione Fe:Fp=h:l allora possiamo capire che anche h è il 5% di l perciò h=l×0.05. Di conseguenza l=h/0.05=30cm/0.05=600 cm×10-²=6m. Quindi affinché la carrozzina sia in equilibrio la lunghezza minima deve essere di 6 m.
Ricavata la lunghezza non bisogna dimenticare una proprietà fisica importante affinché le ruote non scivolino via:attrito. L'attrito radente, così chiamato perché avviene tra due superfici, deve avere un valore numerico grande. L'attrito radente in questo caso è dinamico perché oppone il moto di un corpo già in movimento. Quindi per opporsi al moto della carrozzina e fermarlo c'è bisogno che l'attrito dinamico sia grande. Per questo il materiale di cui è fatta la rampa deve avere un coefficiente di attrito dinamico elevato. Suggerirei il cemento che a contatto con le ruote ha un coefficiente di attrito di 0.80. Il problema si pone con i fenomeni meteorologici che fanno arrivare il coefficiente di attrito al 0.25 quando il cemento è bagnato. Per questo consiglierei di applicare delle fascette antiscivolo sulla superficie della rampa. Ciò farà in modo che la carrozzina non scivoli in caso di pioggia.
ROSSOAS005
Premettendo che la forza di attrito è una grandezza vettoriale,definita come un vettore parallelo alla superficie di contatto tra i due corpi e diretto,rispetto al verso del moto,in verso opposto;una ponderazione(consiglio)potrebbe essere la realizzazione di una tettoia,disposta ordinatamente sopra la rampa per evitare che il pavimento di questa possa bagnarsi,determinando cosi' un avvicendamento della tipologia di attrito,diminuendo cosi' il coefficiente di attrito statico.La forza di attrito statico tra un corpo e la superficie è dovuta alle superfici di contatto dei corpi considerati,i cui microscopici avvallamenti possono aderire maggiormente l'uno all'altro determinando una fonte di interazione fra le due superfici dovuta ai legami molecolari.RAMMENTO che NEL SECONDO PUNTO IL COEFFICIENTE DI ATTRITO STATICO SI CALCOLA=(h/l)/cos_a=(0,30cm/6m)/cos_15°.ROSSOAS018(FP)
RispondiEliminaPossiamo assimilare una rampa per disabili ad un piano inclinato.
RispondiEliminaConoscendo le proprietà del piano inclinato procediamo.
LUNGHEZZA DELLA RAMPA
Sapendo che per legge la pendenza della rampa non deve superare il 5% della forza peso, procediamo calcolando la lunghezza con la formula inversa: lunghezza uguale ad altezza diviso pendenza (l=h/0.05), facendo questo calcolo il risultato è 6.00 m.
PAVIMENTAZIONE DELLA RAMPA
La proprietà fisica rilevante che la rampa deve avere nel caso che si debbano bloccare i freni in relazione alla gomma delle ruote è che si deve calcolare il valore del coefficiente di attrito statico, questa grandezza deve avere un valore numerico alto.
COPERTURA DELLA RAMPA
Io coprire i la rampa con della gomma antiscivolo, inoltre per tutelare la sicurezza del disabile raccomandarei di installare una ringhiera ed una tettoia per evitare che la rampa si bagni.
ROSSOAS019
Per risolvere il primo punto diciamo intanto che Fe(ovvero la forza equilibrante) è uguale a 0,05 moltiplicato per Fp(ovvero la forza peso) che è uguale a Fe= 0,05 moltiplicato per Fp e dato che la formula per ricavare Fe è moltiplicando Fp per il seno dell'angolo, diciamo che esso è pari a 0,05. detto ciò procediamo con il calcolare la lunghezza l : l= h(cioè l'altezza) diviso per il seno dell'angolo, quindi abbiamo 30/ 0,05 =600 cm. Trasformiamo ora i centimetri in metri, 600 cm = 6m.
RispondiEliminaper il secondo punto, invece, dobbiamo considerare il coefficente di attrito dinamico, il quale deve essere maggiore o uguale di 0,05 così che la forza di attrito(Fa=Forza peso moltiplicata per coefficente di attrito dinamico) sia maggiore o uguale alla forza equilibrante.
Per il terzo punto dobbiamo considerare i vari casi meteorologici. Come ho detto precedentemente il coefficente non deve essere minore di 0,05. In caso di pioggia il coefficente diminuisce, quindi, per evitare problemi si dovrebbe far costruire una tettoia per proteggere la rampa dalla pioggia.
ROSSOAS006
La rampa può essere assimilata ad un piano inclinato di un certo grado rispetto all'orizzontale. Noto il valore dell'altezza (30 cm) e la percentuale della forza equilibrante (5% della forza peso), bisogna ricavare la lunghezza della rampa.
RispondiEliminaIn un piano inclinato ci sono due condizioni di equilibrio: la prima è che la forza equilibrante controbilancia la forza peso parallela al piano, la seconda è che la reazione vincolare e la forza premente si bilanciano. La forza equilibrante ha la stessa direzione, la stessa intensità, ma verso opposto alla forza parallela, ovvero la componente parallela al piano della forza peso. La percentuale della forza equilibrante (5/100) ci dà il dato sull'inclinazione della rampa. Quindi per ricavare la lunghezza si deve dividere l'altezza, trasformata nell'unità di misura internazionale che è il metro, per l'inclinazione del piano (0,05).
Per rispondere al secondo quesito bisogna fare alcune considerazioni: la pavimentazione della rampa deve avere un coefficiente di attrito dinamico uguale o maggiore alla forza equilibrante, per consentire nel caso in cui, un disabile dovesse avere la necessità di frenare sulla rampa e di non scivolare.
Un corpo scorre più velocemente su una superficie bagnata perché diminuisce l'attrito. Quindi, considerando le condizioni meteorologiche, è preferibile fare la rampa sotto tettoia per non avere il coefficiente di attrito minore della forza equilibrante.
ROSSOAS016
Premesso che la rampa per disabili dev’essere alta 30cm e che per legge la forza equilibrante necessaria a tener ferma la carrozzina non deve superare il 5% della forza peso, sappiamo che la forza peso è il prodotto della massa per l’accelerazione gravitazionale . Per soddisfare le condizioni di equilibrio e per far sì che la carrozzina rimanga ferma sulla rampa che possiamo associare fisicamente ad un piano inclinato, la forza equilibrante deve essere uguale al modulo e alla direzione della forza peso parallela al piano (Fe =Fp piano), quindi , servendoci di questa analogia, abbiamo: 5% Fp=h/l x Fp. Sviluppando questa equivalenza, abbiamo l=h/0,05=0,3m/0,05=6m, ovvero la lunghezza della rampa. Per il secondo punto, la pavimentazione della rampa, dobbiamo avere un coefficiente di attrito dinamico maggiore a 0,05, quindi si potrebbe pavimentare la rampa con un qualunque tipo di mattonella, ma con l’aggiunta di alcune strisce antiscivolo, in modo che , se il disabile debba frenare , sia in grado di fermarsi senza applicare molto sforzo ai freni della carrozzina, in più , in caso di pioggia, sarebbe più opportuno installare una tettoia per non rischiare di avere un coefficiente di attrito dinamico , che con le mattonelle bagnate scenda sotto 0,05
RispondiEliminaRossoAS008
RispondiElimina1)h:l=F_e:F_P da cui F_e=F_P h/l essendo F_e≤5/100 F_P deduco
F_P h/l è ≤5/100 F_P h/l =1/20 l/h≥20
l≥20x30 l≥600cm l≥6m
2)se la carrozzina si muove sulla rampa il coefficiente di attrito statico diventa coefficiente di attrito dinamico che è minore di quello statico per cui la gomma che riveste la carrozina deve essere ruvida o rivestire la rampa di un materiale ruvido ogni 0,5m circa
3)la pioggia,per esempio,può provocare uno scivolamento della carrozzina dovuto ad un minore attrito. Questo problema può essere risolto con la costruzione di una tettoia ce copre la rampa durante le intemperie
4)in base ai calcoli che ho svolto sarebbe opportuno che la rampa sia di una lunghezza minima di 6m. In caso di blocco di una carrozzina la pavimentazione dovrebbe presentare del materiale ruvido ogni 0,5m o che le gomme della carrozzina siano ruvide. E’ in oltre opportuno costruire una tettoia che copra la rampa in caso di pioggia in modo che niente ostacoli la salita o la discesa delle carrozzine
ROSSOAS014
La rampa, elemento architettonico che congiunge due piani dalla diversa quota, posti ad altezze differenti può essere associata al modello del piano inclinato volto a studiare il moto di un corpo su un piano, liscio, senza attrito o ruvido ,come in questo caso in presenza di attrito ,inclinato rispetto all’ orizzontale di un angolo a.
RispondiEliminaSul piano inclinato è posto un corpo, soggetto alla forza di gravita, da cui deriva la forza peso ,diretta verso il basso, che la terra esercita su ogni corpo posto sulla sua superfice e che porta il corpo a scivolare verso il basso.
Si parte dalla formula generale della forza peso:
Fp = m*g (massa*accelerazione gravitazionale)
Dai dati che fornisce il problema ,la rampa deve essere progettata attenendosi alle normative sulla sicurezza, ossia, la forza equilibrante non deve oltrepassare il valore del 5% della forza peso, in modo da rendere la struttura adatta alle necessità di un disabile con carrozzina, il più efficacemente possibile:
Fe = 5%Fp = 0,05Fp = 0,05*m*g
Applicando a questo punto le condizioni di equilibrio di un corpo su un piano inclinato , la componente parallela della forza peso deve essere uguale alla forza equilibrante, si ha :
Fp = m*g*sen Θ
Si può dedurre che in questo caso il seno dell’ angolo Θ è uguale a 0,05:
Fe = Fp//
0.05*Fp = h/l * Fp
Si semplificano i termini uguali ottenendo l’espressione trigonometrica del rapporto h/l che equivale al valore del seno :
h/l = 0,05 sen Θ = 0,05
Da qui la formula inversa per ottenere il valore richiesto dal primo quesito del problema, cioè la lunghezza l minima della rampa affinchè sia a norma di legge:
l = h/sen Θ sostituendo con i valori noti: l = 30 cm/0,05 = 600 cm equivalente a 6 m
Immaginando che un disabile si trovi nella necessità di bloccare i freni della carrozzina in modo da rimanere fermo sulla rampa, senza scivolare verso il basso, si devono utilizzare le leggi relative alla forza di attrito dinamico.
Per soddisfare tali condizioni è necessario che la forza di attrito dinamico sia uguale al modulo della componente della forza peso parallela al piano:
μk(coefficiente di attrito dinamico) = 0,05 tale che
m*g*μk(forza di attrito) = 0,05*m*g (forza peso parallela al piano)
in caso di condizioni metereologiche avverse, un’ipotesi possibile è affrontare la rampa bagnata a causa dell’eccessiva pioggia; in questo caso l’obiettivo è mantenere stabile il valore del coefficiente di attrito dinamico, ponendo una tettoia protettiva proprio al di sopra della rampa.
Un’altra ipotesi possibile è l’utilizzo di una rampa la cui superficie sia costituita da materiale anti-scivolo, annullando così l’influenza della pioggia nel valore del coefficiente di attrito dinamico.
ROSSOAS013
1.calcoliamo la lunghezza della rampa usando la formula:L=D/P.
RispondiEliminaL=0,30/0,05=600cm×10^-2=6m.
2. La proprietà fisica principale del materiale con cui è fatta la rampa è che deve avere un coefficiente di attrito dinamico alto,perchè deve essere frenante a contatto con le ruote di gomma della carrozzina e per non farla scivolare.
3.Per evitare che la rampa sia sottoposta all'azione degli agenti atmosferici ed in particolare alla pioggia che causerebbe una diminuzione del coefficiente di rugosità consiglierei la realizzazione della rampa in un luogo coperto, magari sotto un porticato, oppure coprendola con una pensilina.
4.Per progettare correttamente una rampa per disabili occorre conoscere prima 2 dati fondamentali:
- La pendenza massima che possiamo dare;
- Le caratteristiche che la superficie della rampa deve avere.
Per quanto riguarda la pendenza che la rampa deve avere, sappiamo che per legge non può superare il 5% della forza peso quindi utilizzando la formula per il calcolo delle pendenza abbiamo D=LxP dove D è il Dislivello, L la lunghezza della rampa e P la pendenza. Di conseguenza per calcolare la lunghezza della rampa usiamo la formula L=D/P.
Oltre a calcolare quanto è lunga la rampa è importante sapere che per evitare lo scivolamento verso il basso, ipotizzando che il disabile si fermi nella rampa e blocchi la carrozzina, dobbiamo utilizzare un materiale di rivestimento della rampa che abbia un alto coefficiente di rugosità. Ad esempio si potrebbe fare in calcestruzzo grezzo che assorbe l'acqua ed evita lo scivolamento. In fine è importante ricordarsi di costruire la rampa in un luogo riparato dagli agenti atmosferici come la pioggia, o se questo non è possibile di prevedere una copertura sopra la rampa.
ROSSObs002
1Appena abbiamo iniziato il nostro progetto di una rampa per disabili esaminando le misure che dettava la traccia(altezza=30cm e che la F.E deve essere meno del 5% della F.P) ,sapendo che la F.E corrispondeva alla F.Parallela abbiamo calcolato la lunghezza della rampa facendo h:seno e che ci è uscito 6 metri.2 La propieta'fisica che rappresenta questa situazione è la forza di attrito dinamico,per facilitare il blocco della carrozzina è necessario che il coefficiente di attrito dinamico non superi 0.05.3Nel caso in cui iniziasse a piovere la pavimentazione potrebbe risultare scivolosa,quindi è preferibbile installare delle stricerche Anti scivolo nelle scale.4 In seguito abbiamo immaginato che il disabile mentre scende si vuole fermare e quindi c'è bisogno che si studiano tutte le contro misure affinché il disabile passa essere aiutato ,io suggerirei la divisione della rampa con dei pianerottoli ogni 3 metri.Siccome questa situazione incarna la forZa di attrito dinamico affinche la forza possa essere calcolate c'è bisogno di un coefficiente di attrito dinamico e di una forza premente.Inoltre il coefficiente deve essere numericamente piccolo perché minore della forZa peso.Nei giorni di mal tempo per agevolare il disabile suggerisco l'installazione delle strisce Anti scivolo.
RispondiEliminaROSSOAS001
1)La rampa fisicamente può essere assimilabile a un piano inclinato, questa per risultare a norma dev'essere lunga minimo 6 metri. La lunghezza viene trovata facendo:
RispondiEliminaforza peso = massa per costante gravitazionale;
forza equilibrante = forza parallela = forza peso per altezza : lunghezza;
lunghezza = altezza : sen dell'angolo della rampa = 0,30 metri : 0,05 = 6 metri
2)Il materiale di cui dovrebbe essere fatto il pavimento deve avere un coefficiente di attrito dinamico maggiore o uguale a 0,05 tale che la forza di attrito sia maggiore della forza parallela e quindi non far scivolare la carrozzina verso il basso.
3)Se la rampa è bagnata a causa della pioggia il coefficiente di attrito dinamico è minore di 0,05 e quindi un metodo per proteggerla è quello di costruire una tettoia.
ROSSOAS017
Per risolvere il primo punto richiesto, ovvero la minima lunghezza che la rampa deve avere per risultare a norma, abbiamo ,innanzitutto, la Fe( forza equilibrante)=Fp( forza peso) x 0,05. Considerando la formula Fe=Fp x h/l (altezza/lunghezza) che è uguale a Fe= Fp x senα possiamo comprendere che senα=0,05. Quindi, calcoliamo la lunghezza l della rampa l= h/senα = 30/0,05 = 600cm; mediante un equivalenza trasformiamo 600cm in 6m.
RispondiEliminaPer risolvere il secondo punto consideriamo il coefficiente di attrito radente dinamico, che deve necessariamente essere maggiore o uguale a 0,05. In questo modo la Fad (forza di attrito radente dinamico) è sempre maggiore o uguale alla Fe.
Per risolvere il terzo punto dobbiamo pendere in considerazione le condizioni metereologiche. Nel caso in cui vi fossero neve o pioggia l’attrito scenderebbe sotto lo 0,05 a causa della pavimentazione bagnata. Per evitare che ciò avvenga si può suggerire la costruzione di una tettoia che possa riparare la rampa e permettere a qualunque persona di non scivolare verso il basso.
ROSSOAS010
Premesso che la Fe non deve superare il 5% della Fp la lunghezza minima che la rampa deve avere in modo da risultare a norma é di 6 m per mantenere la condizione di equilibrio perché la forza equilibrante deve essere il 5% della forza peso e siccome la formula della forza equilibrante é: Fe= Fp×h/L il 5% la forza peso si semplifica e rimane h/L, il 5% si trasforma in 0.05 e quindi 30cm/0,05.
RispondiEliminaLa proprietà fisica che deve avere il materiale del pavimento la rampa in modo da far rimanere ferma la carrozzina é la forza di attrito dinamico che equilibra L componente della forza peso parallela al piano inclinato.
Con la pioggia il coefficiente di attrito dinamico è minore di 0.05 e quindi la forza di attrito è minore della forza parallela e la carrozzina scivola. Per far sì che la carrozzina non scivoli suggerirei di costruire una tettoia cosicché l'acqua non bagna la rampa o fare la pavimentazione in cemento perchè il coefficiente di attrito dinamico del cemento é minore e la forza di attrito é quasi uguale alla forza peso parallela al piano.
Premesso che la Fe non deve superare il 5% della Fp la lunghezza minima che la rampa deve avere in modo da risultare a norma é di 6 m per mantenere la condizione di equilibrio perché la forza equilibrante deve essere il 5% della forza peso e siccome la formula della forza equilibrante é: Fe= Fp×h/L il 5% la forza peso si semplifica e rimane h/L, il 5% si trasforma in 0.05 e quindi 30cm/0,05.
RispondiEliminaLa proprietà fisica che deve avere il materiale del pavimento la rampa in modo da far rimanere ferma la carrozzina é la forza di attrito dinamico che equilibra L componente della forza peso parallela al piano inclinato.
Con la pioggia il coefficiente di attrito dinamico è minore di 0.05 e quindi la forza di attrito è minore della forza parallela e la carrozzina scivola. Per far sì che la carrozzina non scivoli suggerirei di costruire una tettoia cosicché l'acqua non bagna la rampa o fare la pavimentazione in cemento perchè il coefficiente di attrito dinamico del cemento é minore e la forza di attrito é quasi uguale alla forza peso parallela al piano.
ROSSOAS007
Consideriamo la rampa come fosse un piano inclinato, dati h=30cm e Fe=5%*Fp, dalla formula del piano inclinato otteniamo la lunghezza minima che la rampa dovrebbe avere per essere nella norma.
RispondiEliminaConsiderando l’ipotesi data ,la forza equilibrante per tenere ferma la carrozzina della rampa deve essere inferiore al 5% della forza peso, cioè Fe<5%Fp, il caso limite Fe=5% ci consente di ottenere:
Fe=Fp*(h/l); l*Fe=Fp*h; l=(Fp*h)/Fe; l=(Fp*h)/(5%*Fp)=h/(5%)
Cioè la lunghezza non deve superare lo 0,05 di h, nel nostro caso 1,5cm.
Affinché la carrozzina resti ferma nella rampa, dobbiamo considerare la forza d’attrito presente tra le ruote e la rampa facendo attenzione al materiale che pavimenta la rampa stessa.
Sapendo che Fa=Fꓕ*μs, il coefficiente deve essere un numero elevato affinché tale forza mantenga in equilibrio la carrozzina. Sapendo anche che la Forza equilibrante può essere espressa in funzione dell’angolo α, cioè: Fe=Fp*senα, possiamo affermare che il coefficiente di attrito statico dovrà essere pari alla tangente dell’angolo, μs=tanα, considerando il fatto che l’angolo acquisterà valori sempre più piccoli
all’aumentare dell’inclinazione.
Importante saranno le considerazioni sulle condizioni meteorologiche in quanto se esse non risulteranno ottimali, per esempio in caso di pioggia, il materiale di pavimentazione potrebbe risultare scivoloso mettendo in discussione l’equilibrio della carrozzina.
Dalle analisi fatte posso concludere e consigliare un’attenta analisi sia dell’angolo di inclinazione sia sulla pavimentazione da utilizzare per la costruzione della suddetta rampa. ROSSOBS019
La rampa può essere paragonata ad un piano inclinato.
RispondiEliminaConoscendo il valore della forza equilibrante che è il 5% della forza peso e conoscendo l’altezza di 30cm bisogna determinare la lunghezza della rampa.
In un piano inclinato tutti i corpi sono soggetti ad una forza peso che si divide in 2 componenti, forza parallela e forza premente.
Affinché un corpo stia in equilibrio si devono verificare le due condizioni di equilibrio: la prima si ha quando la forza equilibrante controbilancia la forza parallela, la seconda si ha quando la reazione vincolare e la forza premente sono uguali ma hanno verso opposto, perché la reazione vincolare agisce verso l’alto e la forza premente agisce verso il basso.
La forza parallela si ricava facendo il seno dell'angolo, che a sua volta è uguale al rapporto h/l, cioè l’inclinazione del piano che è uguale alla percentuale della forza peso (5/100).
Per ricavare la lunghezza bisogna dividere l’altezza per l’inclinazione (30/0,05=600cm=0,6m).
Per rispondere al secondo quesito bisogna fare alcune considerazioni: per consentire al disabile di frenare senza scivolare verso il basso, la pavimentazione della rampa deve avere un coefficiente di attrito dinamico maggiore della forza equilibrante.
La mia raccomandazione è quella di costruire la rampa sotto una tettoia perché, a contatto col bagnato la forza di attrito diventerebbe minore della forza equilibrante.
ROSSOBS009
1) Consideriamo la rampa per disabili come un piano inclinato.
RispondiEliminapossiamo calcolare la lunghezza della rampa come L=D/P L=0,30/0,05= 600 cm × 10^-2 = 6 metri
2) il materiale usato per la rampa deve avere un coefficente di attrito dinamico maggiore o uguale a 0.05m perchè deve essere frenante a contatto con le ruote di gomma della carrozzina in modo che non scivoli.
3) la pioggia è uno dei problemi maggiori riguardanti le condizioni meteorologiche perchè diminuirebbe il coefficente di attrito rendendo la rampa scivolosa, per evitare questo consigliere la costruzione di una tettoia oppure creare la rampa direttamente al coperto.
4) sarebbe opportuno che la rampa sia di una lunghezza minima di 6m. In caso di blocco di una carrozzina la pavimentazione dovrebbe presentare del materiale ruvido ogni 0,5m o rendere le ruote della carrozzina ruvide e se possibile creare la rampa in un luogo dove le condizioni meteorologiche non modifichino in coefficente di attrito e quindi rendere la rampa inutilizzabile.
ROSSOBS015
Si premette che una rampa per disabili può essere facilmente associata ad un piano inclinato e di conseguenza per sviluppare tutti i punti di questa dimostrazione ci si basa su questa affermazione. Per sviluppare il primo punto bisogna innanzitutto tenere in considerazione alcuni dettagli che vengono forniti dalla normativa, ovvero che la forza equilibrante, la quale corrisponde al rapporto tra la forza peso e la pendenza del piano, che a sua volta corrisponde al rapporto tra l'altezza del piano e la sua lunghezza, deve essere inferiore a 5% della forza peso, ciò significa che la pendenza del piano è del 5% ossia 0,05. Per ricavare l'altezza bisogna semplificare la forza peso e successivamente bisogna effettuare il rapporto tra l'altezza(30cm) e la pendenza del piano. Il risultato è 600cm ossia 6m. Per risolvere il secondo punto, per fare in modo che il disabile mantenga l'equilibrio sulla rampa deve essere presente un coefficiente di attrito dinamico tra il pavimento e le gomme della carrozzina maggiore/uguale alla pendenza del piano per fare in modo che la forza di attrito dinamico, la quale si presenta come un ostacolo al movimento del corpo quando esse scivola su un piano e che corrisponde al prodotto tra la forza premente e il coefficiente di attrito dinamico, sia maggiore/uguale alla componete della forza peso parallela la quale è uguale e opposta alla forza equilibrante(stesso modulo e direzione ma verso opposto) per ostacolare il movimento. Per quanto riguarda il terzo punto si consiglia di instaurare delle coperture per evitare che i fenomeni atmosferici modifichino il coefficiente di attrito dinamico facendolo assumere un valore inferiore rispetto alla pendenza del piano.
RispondiElimina