Relazione di Fisica di malgotti-butticci

Relazione di Fisica di malgotti-butticci

Titolo dell'esperimento:

Verifica del secondo principio della dinamica.

Obiettivo:

Ricavare la proporzionalità inversa tra massa ed accelerazione allorché la forza agente sul corpo rimane costante.

Materiale Occorrente e Strumenti di Misura:

1 Marcatempo elettromagnetico 

1 Deviatore

1 Guida metallica

1 Trasformatore provvisto di cavi

1 Carrucola

1 Carrellino Semovente

1 Corda

1 Porta-pesi da 25 gr

1 Gancio di massa 10gr

2 Pesi da 150gr

1 Presa di corrente da 220V

1 Striscia di Carta carbone

1 Pezzetto di scotch

1 righello

Descrizione del Procedimento:

1. Disporre la guida metallica sul bancone, bloccandola con pesi (es. libri) ed impedendo che scivoli sul banco.
2. Fare in modo che un'estremità della guida corrisponda al bordo del bancone e attaccare la carrucola all'estremità in posizione orizzontale.
3. Sistemare il carrellino sulla guida e caricarlo con i pesi messi a disposizione.
4. Disporre il marcatempo elettromagnetico all'estremità opposta della guida rispetto alla carrucola e connetterlo al trasformatore da 6 volt tramite il deviatore con interruttore in modo da facilitare l'accensione e lo spegnimento del marcatempo.
5. Collegare al carrellino una striscia di carta carbone, della stessa lunghezza della guida, e farla scorrere sotto i due fermi del marcatempo in modo che risulti allineata con il martelletto.(prestare attenzione al fatto che la striscia scorra in modo rettilineo quando si mette in movimento il carrellino)
6. Collegare il porta-pesi da 25 gr.,ulteriormente appesantito con altri pesi, al carrellino mediante un filo da far scorrere sulla carrucola.
7. Mettere in movimento il carrellino, il movimento sarà evidenziato sulla carta carbone grazie al battere del martelletto su di essa.
8. Ripetere l'esperienza più volte, variando le masse.
9. Riportare i risultati nelle tabelle.

Risultati Sperimentali Ottenuti:

Ø  Risultati dell'esperimento relativo al carrellino di massa 150 gr. e massa del peso che cade pari a 10 gr.

Ø 

Istogramma relativo alla velocità del carrellino con pesi da 150 gr.

Ø  Istogramma relativo all'accelerazione ottenuta nel primo esperimento con un'incertezza di ±

Ø  Risultati dell'esperimento relativo al carrellino di massa 300 gr. e massa del peso che cade pari a 35 gr.

Ø  Istogramma relativo alla velocità del carrellino appesantito da una massa di 300gr e da un peso sospeso di massa pari a 35gr.

Ø  Istogramma relativo all'accelerazione ottenuta nel secondo esperimento  con un'incertezza di ±20

Ø  Legenda:  Ds= Variazione dello spazio (cm)

DT= Variazione del tempo (s)

V= Velocità (cm/s)

Vm= Velocità media (cm/s¯¹)

a= Accelerazione[cm.sˉ²]

Nota 1: ΔT= 0.1s perché il marcatempo segna un punto ogni 0.02 secondi e ho diviso la striscia di carta carbone ogni 5 punti per analizzare il Δs e il Δt. L'operazione che ho svolto è 0.02s X 5 = 0.1s

Nota 2: I risultati di entrambi gli esperimenti sono stati ottenuti con un carrello di 50gr. Nel secondo esperimento però è stato aggiunto al carrello un peso da 150gr. proprio per accrescere il peso del medesimo.

Analisi degli Errori:

Il marcatempo, con il quale ho misurato presenta un'incertezza di 0.02 s.

Calcoli:

V= Ds/ Dt  ( con S0= 0) = 4.4cm / 0.1 s= 44 cm/s

DV= (81 - 68) [cm.sˉ¹]= 13[cm.sˉ¹]

a[cm.sˉ²]= 13.0/0.1s= 130 [cm.sˉ²]

Osservazioni sull'esperimento:

Le tracce di carta carbone si allontanano fra loro perché se la velocità aumenta, il marcatempo rimane costante facendo allontanare fra di loro le tracce.

La tabella spazio-tempo-velocità-accelerazione sopra ottenuta indica il secondo principio della dinamica.

Conclusioni Sperimentali:

Ø  Interpretazione Quantitativa

Con masse da 150gr poste sul carrello + 50 gr del carrello stesso + 10 gr della massa sospesa.

20. 10ˉ³ Kg . 9.8 m.sˉ² = (200+10) . 10ˉ³ Kg. a

a=0.1 msˉ²= 10 cmsˉ²

35. 10ˉ³ Kg . 9.8 m.sˉ² = (350+35) . ˉ³ Kg. a

a=0.85 msˉ²= 85 cmsˉ²

Nota 3: Nell'interpretazione grafica si può notare la verifica del secondo principio della dinamica in quanto all' aumentare della Forza diminuisce l'accelerazione. La differenza delle accelerazioni tra quelle riportate in tabella e quelle verificate mediante l'interpretazione grafica, è dovuta all'attrito presente tra le ruote del carrellino semovente e la  guida metallica .

Conclusioni:

Tenendo conto dell'incertezza i valori ottenuti sono tutti accettabili.

Ho verificato il secondo principio della dinamica perché, se al carrello viene applicata una forza doppia anche l'accelerazione raddoppia, ciò è dovuto alla proporzionalità tra i due vettori F e a.

Disegno esplicativo dell'esperienza: