classe D

 

ENERGIA E LAVORO


SISTEMI PER COMPIERE UN LAVORO

Ci sono alcuni sistemi di corpi che, collegati tra loro, permettono di compiere un lavoro. Ve ne sono di tre tipi:

La fonte di energia, cioè un corpo che possiede l'energia (es. vento e carbone);
Il motore, o macchina motrice, cioè un corpo che trasforma l'energia di partenza in moto lineare o rotatorio (es. ruota a vento e macchina a vapore);
La macchina operatrice, cioè un corpo che utilizza la forza motrice per fare il lavoro finale (es. catena di secchi e macchina da cucire).Il nostro schema di riferimento sarà questo: fonte di energia + macchina motrice + macchina operatrice = LAVORO.

LA "MACCHINA" UOMO

L'uomo può essere considerato una macchina eccezionale, capace di svolgere un'infinità di lavori diversi.
Come prima cosa vedremo la struttura della "macchina" uomo nei suoi tre componenti, cioè la fonte di energia, il motore, la macchina operatrice. Poi faremo alcuni esempi di come la "macchina" uomo sia versatile, osservandola mentre svolge vari tipi di lavori: estrazione, sollevamento, trasformazione, trasporto.

STRUTTURA DELLA "MACCHINA" UOMO

La macchina operatrice è l'insieme dei segmenti ossei, articolati tra loro, che compongono lo scheletro. Il busto può fare grossi sforzi con piccoli spostamenti (ad esempio sollevare una cassa); gli arti inferiori possono spostare tutto il corpo sia sull'asse verticale (alto - basso) sia su quello orizzontale (avanti - indietro); gli arti superiori possono spostarsi in tutte le direzioni, anche velocemente.
Grazie alla posizione eretta l'uomo può utilizzare liberamente le mani, che sono due "utensili" eccezionali: numerose articolazioni permettono un'ampia scelta di movimenti combinati.
Il motore è costituito dai muscoli, distribuiti in tutto il corpo. I più grossi sono quelli delle cosce, i più piccoli sono quelli del viso e delle dita.Ogni muscolo è costituito da fasci di fibre e lavora in coppia con un altro muscolo: quando le fibre del (flessore) si contraggono spostano un segmento osseo; quando si contraggono le fibre (dell’estensore) lo stesso segmento ritorna nella posizione iniziale. La fonte d’energia sono le sostanze chimiche che l’uomo introduce
nell’organismo con l’alimentazione.
Il sangue distribuisce poi queste sostanze a tutti i muscoli, che le accumulano sotto forma A.T.P. Quando serve, quest’energia viene consumata per contrarre le fibre muscolari, che a loro volta muovono i segmenti ossei.
Il centro di controllo è unico (il cervello) e seleziona i movimenti con impulsi nervosi che sono di natura elettrica: per questo possiamo piegare un solo dito, o chiudere solo una mano, o combinare la rotazione del polso con l’estensione del braccio, e così via.

Forza animale e muscolare.

La forza umana ha svolto la maggior parte dei lavori fino al 1800 circa: nel mondo antico esistevano squadre di schiavi per i lavori più pesanti; nel medioevo, quando il 90 % della popolazione viveva in campagna, tutti i lavori agricoli erano svolti dall’uomo.
Il cavallo fu usato nel mondo antico solo quando occorreva la velocità , nel medioevo il suo impegno si estese alla trazione di carri e carrozze, delle macchine agricole, ecc.

La forza umana

Nel mondo antico, i lavori più pesanti erano svolti dagli schiavi ( Assiri, Greci , Romani) riuniti in squadra sotto il comando di un severo guardiano, gli schiavi fornivano una considerevole forza motrice da applicare ad un solo oggetto, ad esempio :

Per muovere le pesanti navi a remi.

Per trascinare gli enormi massi per la costruzione degli edifici monumentali.

Per scavare e prosciugare le miniere.

Nel medioevo ( 500 d.c. 1500 circa ) esisteva la semi-schiavitù dei servi della gleba, che lavoravano nei campi e nelle miniere per il loro feudatario.
Al temine di questo periodo esistevano ancora le “galere” della repubblica di Venezia, pesanti navi con tre ordini di remi.

In epoca moderna ( 1600- 1850) alcuni mercanti europei catturarono gli africani e li trasportarono schiavi nelle Americhe, dove lavorarono nelle piantagioni di tabacco, cotone e canna da zucchero.

Con la Rivoluzione Industriale, diventò comune lo sfruttamento di persone libere specie donne e bambini che lavoravano nelle miniere di carbone e nelle fabbriche tessili.

IL CAVALLO

Il cavallo può essere paragonato ad una macchina capace della sola operazione di trazione. Lungo un percorso rettilineo può trainare un carro, un aratro , o altre macchine agricole, con un percorso circolare può azionare le macine del mulino, una pompa per l’acqua o altre macchine agricole fisse.
La sua forza muscolare, distribuita sulle 4 zampe , sviluppa una potenza di traino 15 volte superiore a quella dell’uomo. Per imbrigliare il suo sforzo è necessaria una bardatura, formata da questi dispositivi :
Il collare, un anello da mettere al collo dell’animale e da collegare con una fune all’oggetto da trainare.

L’attacco.un sistema per collegare più animali insieme affinché possano unire il loro sforzo per trainare oggetti pesanti.

L’uomo ha impiegato molti secoli per trovare i finimenti adatti per la costituzione fisica del cavallo. I popoli antichi usavano il collare di gola e l’attacco in parallelo, nel medioevo furono inventati il collare di spalla e l’attacco in fila , usati ancora oggi.


L’UTILIZZO DELLA RUOTA NEL MONDO DEL LAVORO

LE RUOTE DEI MULINI

Il mulino ad acqua era già noto ai Romani all’epoca di Cristo, ma fu poco usato.
In Europa l’età dei mulini inizia verso l’anno 1000, nel 1086 in Inghilterra esistevano più di 5000 mulini ad acqua per cereali,


RUOTE AD ACQUA

I mulini utilizzavano delle ruote a pale , che venivano colpite dall’acqua di un fiume o di un ruscello. Essi vennero utilizzati non solo per macinare ma anche per azionare delle pompe, degli argani nelle miniere e dei martelli, dei magli e dei mantici nelle fucine.

RUOTE A VENTO

I mulini a vento, utilizzavano l’energia eolica per far girare le pale.
Per orientarle verso la direzione del vento , all’inizio furono usati dei mulini detti a “pilastro”, perché l’edificio era sospeso su un palo verticale attorno al quale poteva ruotare. Alla fine del ‘300, furono introdotto i mulini detti a “torre” perché l’edificio era in muratura e solo la calotta superiore era girevole.

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