Esercitazione 13mar13

TFA corso di Laboratorio di Fisica nella Scuola
Esercitazione del 13 marzo 2013
1. Composizione vettoriale delle forze. Utilizzate il filo con tre cappi, le due carrucole e tre
pesi per verificare che il sistema si mette spontaneamente in equilibrio se la somma
delle forze laterali è maggiore della forza centrale. Utilizzando il goniometro verificate
che gli angoli tra le forze sono dati dalla legge di somma vettoriale.
2. Baricentro di una figura piana. Appendi la figura per un estremo e con l'aiuto del filo a
piombo traccia verticale. Ripeti l'operazione per ogni estremo. Verifica che il punto
d'incrocio fra le linee è il baricentro appoggiando la figura su una punta (non troppo
acuminata).
3. Coefficiente d’attrito. Tira il blocchetto di legno tramite il dinamometro con una forza via
via crescente. L’attrito di distacco iniziale è maggiore di quello dinamico? L’attrito
dipende dalla velocità?
4. Moto rettilineo uniforme. Utilizzate la bolla d’aria nel tubo pieno di liquido come
esempio di moto rettilineo uniforme. Riuscite a vedere il piccolo tratto in cui il moto
della bolla è accelerato?
5. Urti multipli tra sfere. Allontana una sfera dalla posizione di equilibrio, rilascia e
osserva. Ripeti l’esperimento con due e poi tre sfere. Spiega perché il numero di sfere
che si muove dopo l’urto è uguale al numero di sfere rilasciate.
6. Composizione dei momenti delle forze. Formula tre prove sperimentali da proporre agli
studenti per far scoprire la legge M=bF.
7. Rotaia meccanica. Con questa rotaia possiamo eseguire i seguenti esperimenti:
a. Composizione vettoriale delle velocità. Il cannoncino balistico si carica
premendo a fondo la pallina, che viene sparata quando la fotocellula del
cannoncino passa il traguardo. Muovi lentamente il carrello con il cannoncino e
verifica che la pallina ricade nel cannoncino. Ora lancia il carrello con il
cannoncino in modo che attraversi la fotocellula a velocità costante e verifica
che il cannoncino raccoglie ancora la pallina. Ripeti l’esperimento con il carrello
in moto accelerato uniforme tirandolo con un peso e inclinando tutta la rotaia.
b. Urti elastici e anelastici. Smontate il camioncino balistico e fate urtare fra loro i
carrelli; notate che essi da un lato si respingono e dall’altro si attaccano grazie
al velcro. Utilizzare anche le masse supplementari.
8. Rotaia a cuscino d’aria. L’esperimento è già pronto per l’acquisizione, cercate di capire
come funziona e fate tre misure per verificare F=ma variando la forza accelerante e la
massa del carrello.
9. La macchina di Atwood. Portate in basso la massa maggiore quindi osservate il moto
del sistema. Verificate con misure manuali che il moto è accelerato, misurate
l’accelerazione e confrontate con il valore teorico. Variate la differenza di massa, c’è
una condizione limite inferiore?
10. La caduta dei gravi. Misurate il tempo di caduta, l’altezza di caduta e ricavate g.
Disegnate uno schema del montaggio dell’apparato (o almeno capite come funziona).
Quale errore sistematico è introdotto con questo schema di montaggio?
11. Il piano inclinato. Avete a disposizione due guide a V sulle quali potete far rotolare
delle sferette. Provate a far rotolare due sfere (grande e piccola) in parallelo sulle due
guide e contemporaneamente sulla stessa guida. Spiegate come mai in alcuni casi la
discesa della sfera grande e nettamente più veloce di quella della sfera piccola (aiuto:
fate prima l’esperimento 15). Facoltativo: calcolate il tempo necessario per scendere il
piano inclinato e confrontate con il valore sperimentale (prendete i dati e finite dopo il
calcolo se resta tempo).
12. Il pendolo semplice. Quest’esperienza è presente in due versioni: con sensore di moto
e con fotocellula. Se possibile provate a fare le misure con entrambi i sistemi. Sono a
disposizione due masse, una in acciaio (circa 157g) e una in alluminio (circa 62g).
Misurate il periodo con entrambe le masse. Si verifica l’indipendenza del periodo dalla
massa? Spiegate eventuali piccole differenze. Ora provate a misurare il periodo con
ampiezza molto piccola e con ampiezza più grande possibile compatibilmente con lo
spazio a disposizione sul banco: si misura una differenza nel periodo? La differenza è
nel verso atteso? La stessa misura sarebbe possibile manualmente?
13. La molla. Verificate la legge di Hooke utilizzando quattro valori diversi di forza peso e
ricavate la costante K. Il valore della lunghezza della molla a riposo è consistente con
i valori acquisiti con i pesi? Acquisite con il sensore di moto qualche oscillazione del
peso. Fate una misura con un’ampiezza diversa e verificate se c’è una variazione nel
periodo. Ricavate il periodo dalle misure acquisite, pesate la massa e ricavate la
costante elastica della molla. Confrontate con la misura statica.
14. Determinazione del coefficiente di attrito statico per mezzo del piano inclinato. La
misura si fa aumentando l’inclinazione del piano inclinato fino a che l’oggetto inizia
scivolare, quindi si misura l’inclinazione del piano. Annota quali sono a tuo avviso le
criticità di questa misura.
15. Discesa su un piano inclinato di oggetti con diversa forma. Verifica che oggetti di forma
diversa (anello, cilindro, sfera) scendono il piano con velocità diverse (nota che l’effetto
non dipende dalle dimensioni degli oggetti). Comprendi il motivo.