Usa la gru per esplorare il lavoro della forza peso durante la salita, la discesa, il trasporto orizzontale e la rotazione di un carico.

Costruisci un percorso composto da più movimenti e confronta il lavoro di ogni tratto con il lavoro totale. L’obiettivo è scoprire da quali grandezze dipende e se cambia scegliendo percorsi diversi.

Imposta la massa e la quota iniziale, poi scegli Verticale, Orizzontale o Rotazione. Per il moto verticale scegli la quota finale; per quello orizzontale il raggio finale, cioè la distanza dalla torre; per ruotare imposta un angolo positivo o negativo.

Premi Avvia. Con Pausa puoi cambiare movimento o destinazione; Riprendi prosegue esattamente dal punto raggiunto. Puoi scegliere un nuovo movimento anche alla fine di ogni tratto. Il lavoro già compiuto si conserva nella somma.

Massa e quota iniziale restano fisse durante il percorso. Nuovo percorso riporta il carico alla posizione iniziale e azzera i lavori: puoi quindi modificare massa e quota iniziale.

Trascina la scena per ruotare la vista; usa la rotella per lo zoom e il tasto destro per spostarla. Sul telefono usa un dito per ruotare la vista e due per zoom e spostamento. La rotazione della gru si comanda invece dal pannello.

Il peso è sempre diretto verso il basso. Il suo lavoro dipende dalla variazione di quota del centro di massa del carico. Il lavoro totale è la somma dei lavori di tutti i tratti, incluso quello in corso:

L_tot = Σ L_tratto = mg(h_i − h)

In salita il lavoro del peso è negativo; in discesa è positivo; in orizzontale e nella rotazione a quota costante è nullo, perché peso e spostamento sono perpendicolari.

Modello ideale: carico rigido e g = 9,81 m/s². Durante la rotazione il carico segue idealmente il carrello senza oscillare: le forze orizzontali necessarie al moto circolare non sono rappresentate. Nel modello usato, durante il moto verticale la tensione equilibra il peso e compie lavoro opposto. Le quote indicano il centro del carico.

Prevedi il risultato, esegui il movimento e confronta ciò che osservi con la tua previsione.

1. Prevedi il segno del lavoro in salita, poi esegui il movimento e verifica il risultato.
2. Ripeti raddoppiando la massa: che cosa cambia?
3. Sposta il carico orizzontalmente, ruota la gru, poi solleva il carico: osserva il lavoro di ogni tratto e la somma.
4. Riporta il carico alla quota iniziale: quanto vale il lavoro totale?
5. Sposta il carico orizzontalmente. Il peso compie lavoro?