Strumenti per l'insegnante
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Lo scopo di questa lettura
Questo laboratorio STEM si concentra sull'esplorazione del centro di gravità (CoG) manipolando il braccio del Clawbot per spostare la posizione del peso sul robot, influenzando il suo CoG, mentre guida su superfici irregolari. Questa prima lettura ha lo scopo di introdurre il concetto di baricentro esplorando come la Torre Pendente di Pisa possa essere inclinata senza cadere.
Considerando il centro di gravità
Ogni oggetto ha un centro di gravità (CoG). È la posizione sull'oggetto in cui la gravità che attira su un lato è bilanciata dalla gravità che attira sul lato opposto. Un altro modo di pensarlo è la posizione media del peso di un oggetto. Se il CoG rimane sopra la base dell'oggetto (la parte appoggiata al suolo), l'oggetto non cadrà.
L'immagine mostra la famosa Torre Pendente di Pisa. Questa torre è nota per avere un'inclinazione molto visibile, circa 4 gradi rispetto alla posizione perfettamente verticale (dritta su e giù). Puoi confrontare la freccia nell'immagine con le colonne della torre per vedere quanto è inclinata. Sebbene la torre sia così inclinata, il CoG è ancora sopra la base della torre e quindi la torre rimane in piedi! Se spingessi ulteriormente la Torre Pendente nell'immagine sopra in modo che si inclinasse sempre di più finché la freccia non oltrepassasse la base della torre, allora cadrebbe.
Puoi anche pensare a un'altalena o a una bilancia. Il fulcro, il punto sull'altalena su cui poggia la tavola, è direttamente sotto il CoG dell'altalena. Se così non fosse, l'altalena cadrebbe da un lato invece di vacillare su e giù.
Estendi il tuo apprendimento
Per espandere questa attività, chiedi ai tuoi studenti di tenere in equilibrio una matita sugli indici. Chiedi ai tuoi studenti di girare le mani con il palmo rivolto verso l'alto e di tenere in equilibrio una matita perpendicolarmente agli indici. Se/quando gli studenti riescono ad avere l'equilibrio, hanno trovato il CoG della matita.
Gli studenti possono anche osservare il centro di gravità di un oggetto come una tazza fissando una corda al centro dell'oggetto e attaccando un peso alla parte inferiore della corda utilizzando una gomma o un altro oggetto leggermente appesantito. Posiziona la tazza su un libro o una scrivania e inclinala leggermente. Chiedere agli studenti di osservare come si muove la corda rispetto alla base dell'oggetto.
Chiedi agli studenti di osservare dove si trova la corda quando l'oggetto inizia a cadere. Gli studenti dovrebbero notare che quando la corda supera la base dell'oggetto, l'oggetto inizia a cadere.