Misure di velocità con la guidovia a cuscino d`aria

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data
classe
Relazione esperienza di laboratorio:
Misure di velocità con la bolla immersa nel tubo contenente gel
colorato
Obiettivi:
1. Riprodurre un moto con velocità costante utilizzando……..
2. Ricavare la tabella oraria e il grafico orario (grafico spazio-tempo) del moto
3. Calcolare i valori della velocità di un corpo che si muove di moto rettilineo
4. Scrivere la legge oraria del moto.
Strumenti e Materiali occorrenti:
 3 Tubi di plastica contenente tre fluidi colorati in cui si muove una bolla d’aria
 Metro per la misura dello spazio percorso dalla bolla nel tubo, portata…sensibilità…..
 Cronometri di sensibilità…..
DISEGNO:
Contenuti teorici:
Tempo medio:……
Velocità:……
Moto uniforme:…….
Legge oraria del moto rettilineo uniforme:…..
Grafico spazio- tempo:……
Fasi dell’esperimento:
1. Mettiamo alcune etichette sul tubo e misuriamo la distanza tra la prima (che indichiamo con x0) e le
successive (x1,…….)
2. Facciamo partire la bolla mettendo il tubo in direzione verticale
3. Attiviamo i cronometri quando la bolla attraversa ……….(posizione x0) e lo arrestiamo quando la
bolla attraversa le posizioni successive(x1,…………..); chiamiamo con Δt1 l’intervallo di tempo relativo
al tratto Δx= x1– x0 , con Δt2………………………………. Riportiamo i valori in tabella.
Al fine di minimizzare gli errori abbiamo ripetuto la misura più volte e abbiamo determinato il
4.
tempo medio Δtm.
Abbiamo ripetuto le misurazioni per tutti e tri i tubi
5.
1
Analisi dati Determina il valore della velocità attraverso la formula v =……
Δti(s)
Tratto percorso Δx (m)
Δtii(s)
Δtiii(s)
Δtiv(s)
Δtm(s)
v (m/s)
Osserva i valori ottenuti per la velocità media del corpo in ciascun tratto. Puoi considerare tali valori costanti,
entro gli errori sperimentali? Di che tipo di moto si tratta?
Grafico spazio-tempo: Poiché nelle diverse prove eseguite la bolla che rappresenta il nostro punto materiale
si trova sempre nelle stesse condizioni, possiamo immaginare che le misure effettuate si riferiscano ad un
unico moto. Ricava quindi la tabella oraria e il grafico spazio-tempo.
1
posizioni
xi (m)
Tempi ti (s)
y
x
0
0
2
3
4
5
6
1. Utilizzando un foglio di carta millimetrata, disegna il grafico spazio-tempo del moto, riportando in
ascissa (x) il valore dei tempi, in ordinata (y) le posizioni occupate dalla bolla.
(Se hai operato correttamente, dovresti poter tracciare una retta che parte dall’origine degli assi).
A quale grandezza corrisponde la pendenza della retta? ….............................................................................
Scrivi l’equazione oraria relativa al moto della bolla. ….............................................................................
RIPETI le tabelle per tutti e tre i tubi
FAI I GRAFICI in un unico piano cartesiano
Fai le opportune osservazioni relative alla velocità delle bolle e alla pendenza delle rette
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Misure di velocità con la rotaia
Obiettivo: Riprodurre un moto con velocità costante utilizzando la rotaia. Ricavare la tabella oraria e il
grafico orario (grafico spazio-tempo) del moto e calcolare i valori della velocità di un corpo che si muove di
moto rettilineo.
Strumenti e Materiali occorrenti:
 Rotaia, carrello con bandierina, elettrocalamita, traguardi ottici e cronometri digitali (timer).
 Generatore a tensione continua (alimentatore Paravia a Bassa Tensione).
 Una massa da 10g (circa), filo e carrucola.
 Una piattaforma (per bloccare la massa in caduta).
Fasi dell’esperimento:
1. Controlla che la rotaia sia perfettamente orizzontale. Poni il carrello ad una estremità della rotaia e
fissa all’altra estremità la carrucola.
2. Fissa la piattaforma sotto la carrucola ad una distanza di circa 40 cm da essa.
3. Tramite il filo collega il carrello alla massa di 10g, in modo tale che facendo passare il filo attraverso
la carrucola, il peso rimanga sospeso ad una distanza di circa 20 cm dalla piattaforma.
4. Colloca il primo traguardo ottico in una posizione x0 distante 30 cm (circa) dal carrello e il secondo
in una posizione x1 distante 30 cm dal primo.
5. In questa configurazione se lasci cadere il peso il carrello verrà trainato dalla forza esercitata dal filo
soltanto per i rimi 20 cm di rotaia, vale a dire fino a quando il peso non atterra sulla piattaforma. Da
questo momento in poi il carrello continuerà a muoversi per inerzia, percorrendo il tratto di rotaia in
cui ritrovano le fotocellule, non risentendo degli effetti di alcuna forza lungo la direzione del moto.
6. Spegni l’interruttore dell’elettrocalamita: il carrello inizia a muoversi.
7. Il cronometro digitale è attivato dal passaggio del carrello attraverso la prima fotocellula (posizione
x0) e si arresta quando il carrello oscura la seconda (posizione x1); il valore visualizzato sul display
corrisponde, dunque, al tempo di percorrenza Δt relativo al tratto Δx= x1– x0 Riporta il valore in
tabella.
Al fine di minimizzare gli errori ripeti la misura più volte. Determina il tempo medio Δtm.
8.
9. Mantenendo fissa la posizione x0 del primo traguardo sposta in avanti il secondo, fissandolo in una
posizione x2 a una distanza di 40 cm da x0. Ripeti le misure più volte.
10. Esegui le operazioni precedenti mantenendo il primo traguardo nella stessa posizione e spostando il
secondo successivamente nelle posizioni x3, x4, x5, distanti rispettivamente 60 cm, 80 cm, 100 cm
dalla posizione iniziale x0.
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Analisi dati Determina il valore della velocità attraverso la formula v = Δx/Δt
Δti(s)
Tratto percorso Δs (m)
Δtii(s)
Δtiii(s)
Δtiv(s)
Δtm(s)
v (m/s)
Osserva i valori ottenuti per la velocità media del corpo in ciascun tratto. Puoi considerare tali valori costanti,
entro gli errori sperimentali? Di che tipo di moto si tratta?
Grafico spazio-tempo: Poiché nelle diverse prove eseguite il carrello si trova sempre nelle stesse
condizioni, possiamo immaginare che le misure effettuate si riferiscano ad un unico moto. Ricava quindi la
tabella oraria e il grafico spazio-tempo.
1
posizioni
si (cm)
Tempi ti (s)
y
x
0
0
2
3
4
5
6
1. Utilizzando un foglio di carta millimetrata, disegna il grafico spazio-tempo del moto, riportando in
ascissa (x) il valore dei tempi, in ordinata (y) le posizioni occupate dal carrello.
(Se hai operato correttamente, dovresti poter tracciare una retta che parte dall’origine degli assi).
A quale grandezza corrisponde la pendenza della retta? ….............................................................................
Scrivi l’equazione oraria relativa al moto del carrello. ….............................................................................
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