ESPERIENZA DI LABORATORIO n° 4
TITOLO:
IL MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
OBIETTIVO:
Individuare la relazione tra la distanza percorsa da un carrello che si
muove su una rotaia a cuscino d’aria trainato da un pesetto e il tempo
impiegato a percorrerla
FISICA DELL’ESPERIMENTO:
Quando un corpo è soggetto a una forza totale diversa da zero, la sua
velocità aumenta con il passare del tempo e, se l’accelerazione è
costante, il moto si dice uniformemente accelerato.
Se un carrello si muove su una rotaia a cuscino d’aria trainato da un
pesetto, sarà soggetto contemporaneamente alla forza peso rivolta verso
il basso, alla forza dell’aria che fuoriesce dai fori della rotaia rivolta verso
l’alto e alla forza trainante esercitata dal pesetto lungo la rotaia. Dal
momento che la forza peso viene annullata dalla forza dell’aria, il carrello
sarà soggetto ad una forza totale diversa da zero e la sua velocità
aumenterà progressivamente nel tempo.
MATERIALI E STRUMENTI:
La rotaia a cuscino d’aria è un’apparecchiatura che si utilizza in laboratorio
per studiare il movimento dei corpi.
È composta da:
-
-
una guida rettilinea in alluminio sulla cui superficie sono presenti dei
piccoli forellini da cui fuoriesce l’aria spinta da un compressore, che
permette di ridurre l’attrito fino a renderlo trascurabile;
due fotocellule per misurare il tempo impiegato dal carrellino a
percorrere una certa distanza;
un pesetto attaccato al carrellino (con un filo di nylon che passa in una
piccola carrucola) che serve per trainarlo durante l’esperimento
In questo caso la rotaia è montata in modo che Il pesetto imprima una
spinta costante al carrellino lungo tutto il tragitto.
a.s. 2014/2015
Prof.ssa S.COSTAMAGNA
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Il cronometro digitale è collegato alle due fotocellule, una che gli invia il
segnale di start, l’altra il segnale di stop, ogni volta che il carrellino
passando interrompe il fascio di luce inviato dalla lampadina che è
contenuta all’interno della fotocellula stessa.
STRUMENTO
asta metrica
GRANDEZZA
PORTATA
SENSIBILITÀ
distanza tra le
fotocellule
cronometro
Intervallo di
digitale
tempo
SCHEMA DELL’APPARECCHIATURA:
PROCEDIMENTO:
1. Si misura la distanza tra le due fotocellule utilizzando l’asta metrica
presente sulla guida (registrando anche la posizione della prima
fotocellula)
2. Si accende e si azzera il cronometro digitale
3. Si posiziona il carrello appena prima della prima fotocellula
4. Si accende il compressore e si lascia andare il carrello registrando il
tempo indicato dal cronometro
5. Si varia la posizione della seconda fotocellula e si ripetono i punti 2 e 3
per 5-6 volte
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DATI:
s0 = posizione della prima fotocellula
n
Δs
Δt1
Δt2
Δt3
(cm)
(s)
(s)
(s)
Δt
(s)
Δt 2
(s2)
a = 2Δs/ Δt
2
(cm/s2)
a = ….
Δa = …
n = numero della prova
Δs = distanza tra le fotocellule percorsa dal carrello
Δt = intervallo di tempo impiegato dal carrello per percorrere la distanza
tra le due fotocellule
Δt = intervallo di tempo medio
Δt 2 = intervallo di tempo medio al quadrato
a = accelerazione media del carrello
Δa = errore massimo sull’accelerazione
ELABORAZIONE DATI:
Δs = s − s0
Δt + Δt2 + Δt3
Δt = 1
= ...
3
Δt 2 = Δt ⋅ Δt
2Δs
= ...
Δt 2
a +... + a5
a= 1
= ...
5
a −a
Δa = max min = ...
2
a=
Grafico Δs vs. Δt
2
Grafico Δs vs. Δt
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Prof.ssa S.COSTAMAGNA
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CONCLUSIONI
Traccia:
1. Qual è l’andamento dei valori ottenuti nella colonna 8? A che tipo di
relazione corrisponde?
2. Che tipo di grafico hai ottenuto nel primo caso? A che tipo di relazione
corrisponde?
3. Che tipo di grafico hai ottenuto nel secondo caso? A che tipo di
relazione corrisponde?
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