Leonardo Tuttofare, inventore e naturalista di successo

Leonardo da Vinci , per le sue macchine ebbe come ispiratori primari la “natura e l’uomo”

Fin da bambino, nelle campagne della natia Vinci, trascorreva ore ad osservare il volo degli uccelli o le acrobazie delle libellule.

Le sue osservazioni con il tempo divennero veri e propri studi di meccanica e di dinamica

Ispirandosi a tali principi i ragazzi della IIIH della S.M.S Nistri Respighi hanno cercato di trovare quali erano stati gli elementi che avessero ispirato Leonardo nella progettazione delle sue macchine

Il lavoro si è sviluppato in fasi successive:

1) Scelta delle macchine

2) Ricerca dei materiali

3) Ricerca delle assonanaze e delle similitudini in natura

4) Pianificazione del lavoro su scuola3d

5) Costruzione dellatelier di leonardo

Le macchine sono state prima scelte singolarmente dai ragazzi direttamente tra quelle presenti nel museo di Leonardo su scuola3d

Successivamente insieme in classe abbiamo effettuato una selezione tra le macchine prescelte.

I ragazzi, con l’aiuto dell’insegnante, hanno creato i gruppi di lavoro, ognuno finalizzato allo studio di una macchina.

In ogni gruppo sono stati assegnati i ruoli:

-Costruttore

- Rielaboratore dei contenuti

-Ricercatore o creatore di immagini

I costruttori hanno pianificato le costruzioni in chat sincrona, con l’insegnante.

Durante le chat sono stati definiti sia gli spazi che le possibili ideazioni degli ambienti.

Lo spazio disponibile è stato suddiviso in mini lotti all’interno del quale i ragazzi hanno ambientato la loro macchina.

Macchine per volare

Fin dai tempi di Omero l’uomo ha sempre cercato di costruire ali per volare. Leonardo affrontò il problema con rigore scientifico.

Leonardò iniziò il suo stuio sul volo, dopo il trasferimnto a Milano, , partendo non dall’esame del volo degli uccelli ma dallo studio dell’anatomia unmana.

Egli, negll’ultimo ventennio del quattrocento, prende in esame l’anatomia umana e la meccanica( lo studio dei pesi e del movimento) al fine di conciliare la potenza muscolare dell’uomo con la dinamica e la cinematica del movimento

Leonardo studia le potenzialità dinamiche del corpo umano. Nei suoi codici ci sono studi del corpo umano rappresentato in varie posizioni e situazioni spaziali al fine di evidenziare la capacità di generare forza.

Nel progetto denominato “ornitorinco, Leonardo costruisce la macchina in funzione del pilota che dovrà generare forza tale da far muovere le ali con velocità sufficiente a sollevarsi in volo.

Solo in seguito ,perfezionerà i suoi studi sul volo umano, osservando con attenzione maniacale il volo degli uccelli, Trascorreva intere giornate ad osservare e prendere appunti su taccuini tascabili su cui annotava e disegnava le principali caratteristiche del volo degli uccelli

Nei suoi codici troviamo studi sia sul volo battente sia sulle dinamiche necessarie a mantenere l’equilibrio in volo in presenza di correnti contrarie o trasversali

Inoltre ogni sezione dei codici è composta da due diverse sezioni, una relativa allo studio del volo degli animali, l’altra relativa alla sua possibile trasformazione in struttura meccanica

Leonardo negli ultimi anni della sua vita si dedicò molto di più allo studio teorico del volo. Le suo osservazioni sulle acrobazie in volo erano volte alla comprensione delle leggi che regolano le correnti aeree e i venti .

Ala Battente

Leonardo inizialmente concepisce la macchina volante come una sfida alla natura.

Egli pensa che l’aria a differenza dell’acqua è comprimibile e quindi sull’aria compressa dall’ala battente, l’uomo può sorreggersi, a condizione che sia sufficientemente veloce, a prevenire la fuga dell’aria compressa nell’aria circostante.

Quindi il problema si trasformava in un problema di velocità e quindi dinamico.

Esaminando il foglio originale si nota come Leonardo utilizza per i suoi progetti disegni complessi.

Il disegno non solo spiega la complessità progettuale, ma anche la parte dinamica dello stesso, con l’asse azionato dall’uomo, il pendio,e il peso previsto.

Sopra e sotto il disegno dei dispositivi legati a quello più generale.

La nota descrittiva risulta quasi superflua

Tale modello fu progettato per verificare se la forza di un uomo fosse sufficiente a sollevare un peso di 200 libbre,ossia il peso della struttura più quella del pilota

La forma, a ventaglio, ricorda molto l’ala del pipistrello. L’ala era fissa e aveva la funzione di studio sperimentale

La struttura era un semplice cavalletto in legno con un perno centrale in metallo, per sopportare la spinta impressa dal movimento dei colpi ripetuti del pilota.

Se la spinta ottenuta con tale congegno fosse stata sufficiente,allora l’ala avrebbe permesso al peso di sollevarsi e di mantenersi sospeso attraverso successivi rapidi movimenti delle ali

Vite Aerea

Si tratta di un dispositivo che sottoposto a rotazione, si dovrebbe sollevare, un antenato del moderno rotore dell’elicottero.

In questo progetto Leonardo studia l’arie e giunge alla conclusione che l’aria, a differenza dell’acqua, è comprimibile se pressata con sufficiente energia

In questo caso Leonardo non studia come ottenere la forza per generare l’avvitamento.

Di conseguenza l’aria ha uno spessore e quindi una macchina a forma di vite, si può avvitare nell’aria e sollevarsi se ruotato velocemente.

Generalmente Leonardo non affronta contemporaneamente il profilo dinamico del volo e come generare la forza necessaria per muovere la macchina.

La macchina viene strutturata attraverso un filo di ferro di forma elicoidale su cui viene poggiato un tessuto di lino il tutto fissato su una base di manovra in legno , il cui albero centrale sostiene la struttura elicoidale

Il tessuto di lino dovrà essere trattato con amido al fine di ridurne la porosità e conferire rigidità alla struttura

Sulla base di manovra sono posizionati i timoni di manovra, che permettono ai piloti di far ruotare la vite

La base è formata da una parte fissa ed una ruotante

Macchina volante

In questa macchina il pilota assume la posizione orizzontale

La macchina, come da lui stesso citato, assomiglia ad un nibbio ed egli ne parla come dell “uccello”

Egli ipotizza di provare la sua macchina volante su un lago in modo da ridurre al minimo i pericoli per il pilota

Aliante

In queste immagini è rappresentata la sequenza di movimenti necessari per il corretto funzionamento della macchina

Le ali quando si piegano effettuano una flessione verso l’interno imitando il volo degli uccelli

Le ali erano ricoperte di lino trattato con amido

Macchina a moto alternato

Questa macchina serve a trasformare il moto alternato( avanti/ indietro ) in moto continuo.

Tale meccanismo poteva essere applicato sia a macchine per sollevare i pesi sia a a far muovere una barca a pale.

Leonardo rappresenta schematicamente tutti i meccanismi necessari al movimento della macchina, in modo separato, conservando però la reciprocità di rapporto.

Il disegno è formato da due elementi, la struttura esplosa con riferimenti letterali per indicare i punti di giunzione e il disegno intero per far comprendere il suo funzionamento.

Il linguaggio figurato rende inutile il testo esplicativo

Questa macchina era stata creata per trasformare il moto alternato dell’operatore, che agiva sulla leva muovendola avanti e indietro, in un moto circolare compiuto dalla macchina

La macchina era formata,oltre che dalla leva, da 2 ruote dentate che ,ad ogni spinta della leva, giravano in senso opposto prima una e poi l’altra

Ad ogni giro la ruota dentata interna, legata alla leva,ingranava alternativamente le due grosse ruote dentate esterne.

Il movimento così generato veniva trasferito all’asse centrale che generava un movimento circolare che permetteva,per esempio, di sollevare un peso.

Molto probabilmente Leonardo parte da disegni preesistenti, perfezionando il sistema frenante

Migliora la tecnica di costruzione dei denti delle ruote dentate proponendo l’inserimento di quadrotti di legno per potenziare la tenuta dei denti delle ruote

CarrucoleLe carrucole erano conosciute fin dall’antichità, si potevano facilmente osservare nelle macchine presenti nei cantieri di Firenze e Leonardo le usa in molte delle sue macchine.

In molti disegni presenti sia nel codice di Madrid che in quello Atlantico, Leonardo studia le carrucole

L’osservazione è finalizzata allo studio della dinamica del moto generato dalle funi ela trasformazione in forza.

Leonardo studia la lunghezza delle funi, la loro interazione con le cavità in cui sono poste, e la loro posizione nella dinamica della macchina di cui facevano parte.

La sua principale attenzione era volta allo studio delle forze messe in atto, del raggiungimento di quell’equilibrio, peso/forza che permetteva il loro funzionamento.

Altro punto di osservazione era l’attrito generato dallo scorrere delle corde nelle carrucole

Gru girevole

Anche per la gru girevole Leonardo si ispira a macchine preesistenti ed operanti nei vari cantieri di Firenze.

Leonardo creerà altre macchine simili, come la gru scavacanali,il cui meccanismo permetteva di facilitare il trasporto dei materiali al di fuori del canale.

Caratteristica della gru girevole è la piattaforma che può girare su se stessa,molto probabilmete per mezzo di cuscinetti

Presenta un argano per sollevare i pesi.,ed un contrappeso

Stiamo parlando di uno

studio del 1480

Carro armato

Già i romani erano soliti disporre i loro scudi in modo tale da formare una copertura a testuggine

Tale struttura era stata nel tempo utilizzata per armi da combattimento.

Leonardo riprende e rielabora queste invenzioni di origine classica sia nel carro armato di falci rotanti, sia nel carro armato coperto

Secondo le intenzioni di leonardo il carro avrebbe dovuto permettere agli uomini al suo interno ed a quelli che lo seguivano di combattere senza pericolo.

In realtà il peso del carro era tale che la forza degli uomini all’interno sarebbe stata insufficiente.

Per muovere il carro sarebbe stato necessario la forza di animali, cavalli o buoi, ma la loro presenza in uno spazio ristretto ne avrebbe fortemente limitato l’uso.

Il carro era formato da una struttura portante su ruote, che ne permetteva il movimento attraverso le manovelle centrali che venivano azionate dagli uomini presenti al suo interno

Una volta avviato, sempre che il terreno fosse liscio, il carro si sarebbe mosso e attraverso i cannoni, posti su 360 gradi avrebbe potuto sconfiggere il nemico

Presumibilmente il carro doveva essere molto alto con una torretta in cima per l’osservazione del territorio.

Nel disegno di Leonardo viene dato molto più spazio al pathos della battaglia che alla struttura del carro

Bibliografia

http://www.museoscienza.org/

http://www.leonet.it/comuni/vincimus/it_index.html

Le macchine di Leonardo- Mario Taddei e Edoardo Zanon – Giunti ed.

GianMarcoM: ciao elisaste: dove sono gli altri?ste: ciao gianmarcoElisaA: non lo sappiamo siamo entrate adessoElisaA: siamo io e giulia GianMarcoM: sera prof... non lo so...sono entrato adessoste: ok raggiungetemi appena mi spostoAvviso: Stai per essere raggiunto da ElisaA.ste: salva la località come leonardoAvviso: Stai per essere raggiunto da DarioP.ElisaA: come si faDarioP: 'sera profste: vai spostamentoElisaA: ciao da'

ste: e scrivi leonardoElisaA: fattoDarioP: gabriele toto nn può venire perchè non ha più internet per 15 giorniste: anche tu darioDarioP: ciao elìAvviso: Stai per essere raggiunto da GianMarcoM.ste: altre persone pensate che verranno?ste: altrimenti iniziamoGianMarcoM: booElisaA: flami più tardi forse eleste: giulia ed elisa lavorate x2 o come se foste uno solo?

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