La relazione è praticamente già fatta, completatela nelle (poche) parti in cui
trovate i puntini di sospensione, modificatela dove necessario e STUDIATELA
Cognome
Nome
data
classe
Relazione esperienza di laboratorio:
Studio della relazione tra spazio e tempo in un moto rettilineo uniforme
Obiettivi:
Riprodurre un moto con velocità costante utilizzando la rotaia.
Ricavare la tabella oraria e il grafico orario (grafico spazio-tempo) del moto
Calcolare i valori della velocità di un corpo che si muove di moto rettilineo
Scrivere le misure complete degli spazi e dei tempi misurati e delle velocità calcolate usando
opportunamente le leggi di propagazione degli errori
Rappresentare in un piano cartesiano le coppie (tempo, spazio) tenendo conto degli errori
sperimentali
Studiare la relazione esistente tra spazio e tempo in un moto rettilineo uniforme.
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).
Metro per la misura dello spazio percorso dalla bolla nel tubo sensibilità….
Cronometri sensibilità….
Contenuti teorici:
Tempo medio:……
Velocità:……
Grandezze direttamente proporzionali e legge che lega le variabili nel caso della proporzionalità
diretta:………
Leggi di propagazione degli errori per il calcolo dell’incertezza della velocità:………………
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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 s0 distante 30 cm (circa) dal carrello e il secondo
in una posizione s1 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 primi 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
s0) e si arresta quando il carrello oscura la seconda (posizione s1); il valore visualizzato sul display
corrisponde, dunque, al tempo di percorrenza Δt relativo al tratto Δs= s1– s0 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 s0 del primo traguardo sposta in avanti il secondo, fissandolo in una
posizione s2 a una distanza di 40 cm da s0. Ripeti le misure più volte.
10. Esegui le operazioni precedenti mantenendo il primo traguardo nella stessa posizione e spostando il
secondo successivamente nelle posizioni s3, s4, s5, distanti rispettivamente …..cm,…….cm,….
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Analisi dati Determina il valore della velocità attraverso la formula v =…… dopo aver calcolato il tempo
medio e l’errore massimo sulla misura ripetuta del tempo
Δti(s)
Tratto percorso Δs (cm)
Δtii(s)
Δtiii(s)
Δtiv(s)
Δtm(s)
v (cm/s)
Calcola ora gli errori assoluti (incertezze) nelle velocità e scrivi nella tabella sotto le MISURE
COMPLETE
Δtm(s)
Tratto percorso Δs (cm)
v (cm/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, , tenendo conto
anche degli errori. Nel piano cartesiano i punti saranno contenuti nel “rettangolo delle incertezze
2. Se hai operato correttamente, dovresti poter tracciare una retta che parte dall’origine degli assi.
Che tipo di relazione lega lo spazio e il tempo nel moto della bolla nel tubo?..................................................
A quale grandezza corrisponde la pendenza della retta? ….............................................................................
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