Teacher Toolbox
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Lo scopo di questa lettura
Questo STEM Lab si concentra sull'esplorazione del baricentro (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 forza di gravità su qualsiasi lato è bilanciata dalla forza di gravità sul lato opposto. Un altro modo di pensarla è la posizione media del peso di un oggetto. Se il CoG rimane sopra la base dell'oggetto (la parte appoggiata a terra), 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 dall'essere perfettamente verticale (dritto su e giù). Puoi confrontare la freccia nell'immagine con le colonne sulla torre per vedere quanto è inclinata. Sebbene la torre sia così inclinata, il CdG è ancora sopra la base della torre e quindi la torre rimane in piedi! Se si spingeva ulteriormente la Torre Pendente nell'immagine sopra in modo che si inclinasse sempre di più fino a quando la freccia non superava la base della torre, allora sarebbe caduta.
Puoi anche pensare a un'altalena o a una scala. Il fulcro, il punto dell'altalena su cui poggia la tavola, è direttamente sotto il CdG dell'altalena. In caso contrario, l'altalena sarebbe caduta da un lato invece di barcollare su e giù.
Estendi il tuo apprendimento
Per espandere questa attività, chiedi ai tuoi studenti di tenere in equilibrio una matita sul dito indice. Di 'ai tuoi studenti di ruotare le mani con il palmo rivolto verso l'alto e di bilanciare una matita perpendicolarmente all'indice. Se/quando gli studenti riescono a farlo bilanciare, hanno trovato il CdG della matita.
Gli studenti possono anche osservare il baricentro di un oggetto come una tazza fissando una corda al centro dell'oggetto e fissando il peso al fondo della corda usando una gomma o un altro oggetto leggermente ponderato. Posizionare la tazza su un libro o una scrivania e inclinarla leggermente. Chiedi 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 passa alla base dell'oggetto, l'oggetto inizia a cadere.