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Definizione della legge relativa alla Velocità, In un moto uniformemente acelerato

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Definizione della legge relativa alla Velocità, In un moto uniformemente acelerato

 

  1. Esperienza:

Scopo: mettiamo in relazione v e t (il cambiamento della velocità in relazione al tempo):

K = DV/Dt = a

Materiale:



1. Compressore;

2. Rotaia;

3. Carrellino;

4. Elettrocalamita;

5. Interruttore;

6. Cronometro (s.d.s 0,01);

7. 2 fotocellule;

8. asta metrica (s.d.s. 2 mm, portata 2 m).

 

Tabella:

vi

vf

DV

Dt

DV/Dt

m/s

m/s

m/s

s

m/s2

0,32

0,55

0,23

1,014

0,23

0,31

0,65

0,34

1,547

0,22

0,51

0,75

0,24

1,095

0,22

0,52

0,82

0,30

1,432

0,21

0,35

0,82

0,47

2,164

0,22

0,60

0,68

0,08

0,372

0,22

Calcoli Matematici:

vi à ci è dato dal cronometro (oscuramento della prima fotocellula)

vi à ci è dato dal cronometro (oscuramento della seconda fotocellula)

DV = vf  - vi à 0,55 - 0,32 = 0,23 m/s

Dt à ci è dato dal cronometro (tempo impiegato dal carrellino a passare dal una fotocellula all’altra)

a = DV/Dt = 0,23/1,014 = 0,23 m/s2

Procedimento:

-         Montiamo l’apparecchiatura; disponiamo quindi il carrellino sulla rotaia forellata (inclinata da un estremo), attiviamo con un interruttore l’elettrocalamita che terrà fermo ad un estremo del binario il corpo, accendiamo il compressore che eliminerà le forze di attrito lungo il percorso e infine fissiamo sempre allo stesso binario due fotocellule (collegate al cronometro) a diversa distanza una dall’altra:

-         Il cronometro parte all’oscuramento della prima fotocellula da parte della banda oscuratrice del carellino, e si ferma all’oscuramento della seconda (il tempo segnato sul cronometro indica il Dt); in seguito, impostandolo diversamente il cronometro, riusciamo anche a stabilire vi (velocità iniziale) e vf (velocità finale):

-         Eseguiamo quindi varie misurazioni, in ognuna delle quali:

1.      calcoliamo il tempo che il carrellino impiega a scorrere da una fotocellula all’altra e quindi oscurarle (Dt);

2.      impostando diversamente il cronometro, misuriamo il tempo di oscuramento della prima e della seconda fotocellula, da parte della banda oscuratrice del carrellino (che rappresenta il DS à 0,05m).

 

 

 

1.

2.  

 

 

 

 

 

 

 

Osservazioni:

-         la banda oscuratrice determina il DS, più questa è corta, maggiore è la velocità istantanea.

-         per ogni misurazione abbiamo effettuato vari tentativi per poi fare la media e rendere quindi il risultato finale più preciso.

  1. Esperienza:

Scopo: mettiamo in relazione lo spazio percorso e il tempo nel moto uniformante accelerato.

Materiale:

1. Compressore;

2. Rotaia;

3. Carrellino;

4. Elettrocalamita;

5. Interruttore;

6. Cronometro (s.d.s. 0,001);

7. 1 fotocellula;

8. asta metrica (s.d.s. 2 mm, portata 2 m).



Tabella:

S

t

t

S/t2

m ± 0,005

s

s2

0,000

0,00

0,00

/

0,060

0,80

0,64

0,09

0,100

1,01

1,02

0,10

0,140

1,20

1,44

0,10

0,190

1,25

1,56

0,12

0,240

1,54

2,37

0,10

0,300

1,71

2,92

0,10

0,400

1,98

3,92

0,10

0,550

2,26

5,11

0,11

0,650

2,49

6,20

0,10

0,950

3,01

9,06

0,10

1,400

3,67

13,47

0,10

1,700

4,03

16,24

0,10

Calcoli Matematici:

}

 
S/t2 = K 0,10 m/s2

S = ½ at2

 


S = K * t2

 

½ a

Procedimento:

-         Montiamo l’apparecchiatura; disponiamo quindi il carrellino sulla rotaia forellata (inclinata da un estremo), attiviamo con un interruttore l’elettrocalamita (collegata al cronometro) che terrà fermo ad un estremo del binario il corpo, accendiamo il compressore che eliminerà le forze d’attrito lungo il percorso ed infine fissiamo sempre allo stesso binario una fotocellula (collegata anch’essa al cronometro):

-         Cliccando l’interruttore, l’elettrocalamita lascia scorrere lungo il piano inclinato il carellino e fa partire il cronometro che si stoppa al passaggio del corpo davanti alla fotocellula:

-         Dopo aver eseguito la stessa operazione diverse volte, ognuna delle quali cambiando la posizione della fotocellula (variamo quindi S), riscriviamo i valori ottenuti e quelli datoci dal cronometro in una tabella e calcoliamo infine

Osservazioni:

-         Per determinare la posizione della fotocellula lungo il binario, abbiamo dovuto sottrarre al valore della reale posizione, quello che va dall’inizio scala metrica al carrellino (attaccato al magnete).

-         Errori possono essere stati causati dal non totale e istantaneo smagnetismo dell’elettrocalamita, che quindi avrebbe potuto influenzare la velocità del corpo nel moto; altri errori sono probabilmente causati dalla non precisissima posizione della fotocellula che magari è differente, anche se di poco, dai dati presenti in tabella.

Conclusioni dell’Esperimento:

L’esperimento è riuscito complessivamente bene, anche se con qualche piccolo errore (v. osservazioni delle 2 esperienze) siamo quindi riusciti a verificare la legge della velocità.





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