Laboratorio di
Cognome: _________________________________
Data:
Fisica
Nome: _____________________________________
___ ___ ___ N° _______
Classe:
____
Sez:
_______
Dinamica
Verificare il primo principio della dinamica
Obiettivo:
Richiami teorici e formule:
Il I° principio della dinamica, detto anche principio d'inerzia, stabilisce che se su
un corpo la risultante di tutte le forze che agiscono su di esso è nulla si possono
avere due situazioni:
se il corpo è fermo, continua a rimanere fermo;
se il corpo è in movimento, continua a muoversi di moto rettilineo uniforme,
cioè con velocità costante.
Legge oraria del moto rettilineo uniforme:
[s]=m;
[v]=m/s;
s=s +v*t
[t]=s.
0
Rotaia a cuscino d'aria:
m
l
F
d'
c
d
F
1
2
F
3
F
4
F
5
e
b
b
h
g
i
a
Materiali e Strumenti di Misura:
a: Compressore;
b: Guida cava a sezione quadrata con fori identici ed equidistanti;
c: tubo flessibile;
d: aliante con banderuola (d'); e: carrucola;
inestensibile di peso trascurabile;
h: Pesetto trainante;
g: filo flessibile ed
i: Piattaforma
d'appoggio in plexiglas, sorretta da un'asta;
F1-5: 5 fotocellule per il comando del
cronometro; l: supporto per fotocellule e cronometro;
m: Cronometrato digitale
multitimer, portata= 9,999s, sensibilità 1/1000 s = 0,001 s.
1) asta metrica: portata = 1m; sensibilità=1mm.
Procedimento della prova:
Utilizzando la rotaia a cuscino d'aria raffigurata sopra abbiamo proceduto
secondo i seguenti passi:
1. si misurano le distanze tra la prima fotocellula (F1) istante t0 e le successive,
riportando gli spazi nella colonna (X) della tabella ;
2. si verifica che la forza impressa dal peso (h), che usiamo per accellerare l'aliante
(d), smetta di agire, fermando la sua corsa sulla piattaforma (i) prima che
l'aliante (d') passi sotto la prima fotocellula (F1).
Così si verificherà la condizione che la somma delle forze esercitate
1
sull'aliante sarà zero in t0 e si muoverà di moto rettilineo uniforme;
3.
prima di lasciare l'aliante si stabilizza il pesetto smorzando le oscillazioni,
per rendere uniforme la forza applicata tra le varie esercitazioni;
4. si accende il cronometro o comunque si verifica che tutti i timer siano a zero
agendo sul pulsante di reset;
5.
si tiene fermo l'aliante e si accende il compressore, che restrà acceso;
6.
si prende nota in tabella dei 4 tempi di percorrenza misurati;
7. si ripetono più volte i passggi dal punto 3 al 6 per ridurre gli errori di misura.
Dati (misurati e ricavati):
X (m)
t1 (s)
t2 (s)
t3 (s)
t4(s)
t (s)
v (m/s)
0
0,248
0,494
0,748
1,003
0
0,368
0,736
1,114
1,499
0
0,371
0,737
1,118
1,497
0
0,372
0,740
1,122
1,505
0
0,380
0,757
1,144
1,529
0
0,373
0,743
1,125
1,508
0,665
0,665
0,665
0,665
0,665
Elaborazione dei Dati,
t = (t1+t2+t3+t4)/4;
v= X/t = 0,248m/ 0,373s = 0,665m/s;
1 ) Anche in questo caso la forza vincolare viene eserciatata dall'oggetto su cui si poggia l'aliante, vale
a dire non più il binario ma dal cuscinetto d'aria .
Rapresentazione grafica dei dati:
X
(m)
1
0,5
0
0
0,5
1
1,5 t(s)
Osservazioni:
Siamo rimasti molto soddisfatti dei risutati ottenuti perché si è riscontrato che la
velocità dell'aliante è rimasta costante. Questo risultato è evidenziato anche dal
grafico spazio tempo espresso da una semi-retta la cui linearità rappresenta la
velocità costante.
Questo risultato è stato possibile grazie all'utilizzo della rotaia a cuscinetto
d'aria che ci ha permesso di ridurre di moltissimo l'attrito tra l'aliante ed il binario.
Mentre l'uniformità delle prove si è ottenuta perché il tempo d'azione della forza
applicata era sempre lo stesso grazie all'interruzione della corsa del pesetto (h) che si
poggiava sulla piattaforma (i), chiaramente non abbiamo mai variato la massa del
pesetto (h).
Conclusioni:
Avendo misurato la velocità pari a 0,665 m/s in ogni tratto percorso
dall'aliante si è potuto riscontrare che la realtà si comporta proprio come afferma il
primo principio della dinamica.
