Diapositiva 1 - Laboratorio di Fisica

Rendendoci conto, che gli argomenti di
fisica trattati durante l’anno scolastico
si sono dimostrati non facilmente
rapportabili alla nostra esperienza di vita
quotidiana, nonostante gli sforzi del
nostro Professore, abbiamo deciso di
realizzare un semplice esperimento.
Ci siamo occupati del piano
inclinato, e precisamente dello
spostamento di un corpo posto su
di una rampa, unito per mezzo di
un filo (di peso trascurabile),
grazie ad una carrucola, ad un
altro corpo...
Nel calcolo delle forze oltre al
peso del filo è stato trascurato
l’attrito, soprattutto per la
mancanza di mezzi tecnici per
poterlo calcolare con precisione.
Per la realizzazione del
nostro elaborato abbiamo
utilizzato materiali comuni,
oltre che di facile
lavorazione, anche
estremamente reperibili:
-diversi pannelli di legno;
-una carrucola;
-un carrello appositamente
realizzato;
-e un comune filo di spago.
m1
carrucola
30°
m2
Analizziamo le forze che agiscono
nel moto di m1
P1
30°
Abbiamo posto m1= 2,00 kg e m2= 1,30 kg.
Partendo dal peso di entrambi i corpi si
possono ricavare l’accelerazione (e quindi
la velocità relativamente a un tempo t) e la
tensione del filo (T).
Ricapitolando
m1=2kg
a=?
M2=1,30kg
T=?
Per la risoluzione bisogna utilizzare
l’equazione del moto sia per m1 sia per m2
(che sono i due corpi in moto), e stabilire
quali siano le forze concordi al moto e
quelle antagoniste. Infatti le forze con
segno positivo saranno concordi al moto,
e quelle con segno negativo saranno
antagoniste al moto.
m1
F1-T=m1*a
F1 sarà equivalente al peso di m1 moltiplicato per il seno
di 30° cioè:
F1= m1*g*1/2=1kg.9,8m/s2= 9,8 N.
m2
T-m2*g=m2*a
QUINDI IL SISTEMA DI QUESTE DUE EQUAZIONI SARÀ:
P1*1/2-T=m1*a
T-m2*g=m2*a
1-Applichiamo il
metodo di
riduzione.
P1*1/2-T=m1*a
T-m2*g=m2*a
P1/2-m2*g=m1*a+m2*a
2-Una volta risolta
questa equazione
avremo…
g(m1/2-m2)=(m1+m2)a
g(1-1,30)kg
a=
(2+1,30)Kg
=-0,89 m/s*s
3-Utilizzando la
formula
precedente e
sostituendo alle
lettere i valori noti
possiamo
calcolare a
Il valore di a è negativo perché è
una forza antagonista rispetto al
moto della massa m1…Infatti, come
già detto, il carrello tira verso il
basso con una forza F pari al suo
peso moltiplicato per il seno di 30°.
Tutto questo fa intuire che la massa
tirante è m2 (1,30kg), infatti il
carrello tende a salire.
T=P1/2-m1*a
m1(g/2-a)=T
1-Per calcolare il valore della tensione
del filo basta ricavare la T da una delle
equazioni del sistema.
2-risolvendo si ha:
T=2kg[4,9-(-0,89)]m/s*s=11,58N
3-Adesso occorre solo
sostituire le lettere con i
valori numerici conosciuti
ed eseguire i calcoli. N.B.:in
questa fattispecie a viene
presa con il proprio segno.
m1=2kg
m2=1,30kg
a=-0,89m/s2
T=11,58N
Il carrello riesce a
salire la rampa
Speriamo di avervi permesso di
comprendere meglio un fenomeno
fisico, perché se osservando il nostro
elaborato avete solo visto delle assi
di legno unite tra loro a formare una
“banale rampa” allora il nostro
compito sarà risultato superfluo. Ma
se avete “scovato” anche voi le leggi
fisiche che regolano lo scorrimento
del carrello su quell’asse inclinato
allora il nostro compito sarà
pienamente riuscito.
Un ringraziamento a tutti
coloro che ci hanno permesso di
sviluppare questo progetto di
fisica, in particolare al prof.
Piccolo per gli esempi dati da lui
alla classe durante le lezioni.
Da sinistra a destra: Alessandro Tritto, Piergianni Pulito,
Cosimo Caramia, Pierpaolo Schettini e Leonardo Fedele