moto rettilineo uniformemente accellerato

Materie:Altro
Categoria:Fisica

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Testo

CAPRIO ARMANDO 2°B bio 26/09/05
Componenti gruppo: Papparella Manuel, Zanettin Igor, Caprio Armando
MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
Scopo: verificare il moto rettilineo uniformemente accelerato.
Schema dell’apparato sperimentale:
MATERIALE
1)due fotocellule 2)parete rettangolare di carta per oscurare le fotocellule 3)cavaliere 4)carrello 5)magnete 6)elettro calamita 7)rotaia con cuscino d’aria cava a forma di prisma con base triangolare 8)buchi d’aria 9)viti regolabili 10)compressore 11)timer digiatale 12)interruttori e prese di corrente per la calamita, il compressore, il timer e le due fotcellule 13)sostegno per inclinare la rotaia 14)blocco per il carrello 15)sostegno della rotaia
STRUMENTI DI MISURA
Sensibilità
Portata
7) rotaia con metro
1 mm
205 cm
11) timer digitale
10^-2 s
9,99 s
2) parete oscurante
lunghezza 10,0 cm
Ipotesi e analisi teorica
1° PARTE
V = ∆s / t osc
a = (Vf – Vi) / (tf – ti)
2° PARTE
∆t = tf – ti
Vf = ∆s / t osc’’
Vi = ∆s / t osc’
a = (Vf – Vi) / ∆t
s’ = t’² ½ a
s’’ = t’’² ½ a
V = velocità istantanea
∆s = differenza tra spazio finale e iniziale
t osc = tempo di oscuramento della fotocellula, causata dal cavaliere e dalla parete di carta
a = accelerazione
Vf = la velocità con cui il carrello ha raggiunto la fotocellula
Vi = la velocità di partenza
tf = il tempo che il carrello ha impiegato a raggiungere la fotocellula
ti = il tempo di partenza
∆t = differenza tra spazio finale e quello iniziale
t osc’ = tempo di oscuramento della prima fotocellula
t osc’’ = tempo di oscuramento della seconda fotocellula
s’ = posizione della prima fotocellula
s’’ = posizione della seconda fotocellula
t’ = tempo trascorso per raggiungere la prima fotocellula
t’’ = tempo trascorso per raggiungere la seconda fotocellula
Modalità operative
Si ha un moto rettilineo uniformemente accelerato quando il corpo si muove con una accelerazione costante. Per simulare questo moto sulla rotaia a cuscino d’aria bisogna inclinarla per permettere una accelerazione costante.
1°parte: nella prima parte dell’esperienza abbiamo usato solo una fotocellula. Per trovare il tempo d’oscuramento abbiamo aggiunto al cavaliere una parete oscurante e dal timer abbiamo riportato il tempo di oscuramento della fotocellula, posizionata ogni volta a una distanza diversa dell’origine;
con questo dato e con la lunghezza della parete oscurante abbiamo calcolato la velocità.
La accelerazione l’abbiamo ricavata con i dati della velocità e del tempo che il cavaliere ha impiegato a oscurare la fotocellula. Abbiamo ripetuto questo procedimento per tutte le 5 diverse distanze della fotocellula dall’origine.
2°parte: nella seconda parte abbiamo utilizzato tutte e due le fotocellule disposte a due diverse distanze. Con il timer abbiamo riportato il tempo che il cavaliere ha impiegato a raggiungere le fotocellule, la prima e poi la seconda, e con la parete oscurante il tempo di oscuramento delle fotocellule. Con questi dati abbiamo ricavato la velocità con cui ha oscurato la prima fotocellula e poi la seconda, rispettivamente Vi e Vf; l’accelerazione e in fine la distanza dall’origine delle due fotocellule (si e sf).
Raccolta di dati sperimentali
1° PARTE
Lunghezza della parete oscurante è di 10 cm
s (cm)
t’ (s)
t’’ (s)
t’’’ (s)
t (s)
t osc (s)
V (cm/s)
a (cm/s²)
t² (s²)
s/t² (cm/s²)
1
30,0
1,61
1,61
1,61
1,61
0,27
37
23
2,59
11,6
2
60,0
2,28
2,28
2,28
2,28
0,19
53
23
5,20
11,5
3
90,0
2,79
2,79
2,79
2,79
0,16
63
23
7,78
11,6
4
120,0
3,22
3,23
3,22
3,22
0,13
78
24
10,4
11,5
5
150,0
3,61
3,61
3,61
3,61
0,12
83
23
13,0
11,5
1. V = 10,0 cm / 0,27 s = 37 cm/s
a = (37 – 0) cm/s / (1,61 – 0) s = 23 cm/ s ²
2. V = 10,0 cm / 0,19 s = 53 cm/s
a = 53 cm/s / 2,28 s = 23 cm/ s ²
3. V = 10,0 cm / 0,16 s = 63 cm/s
a = 63 cm/s / 2,79 s = 23 cm/ s ²
4. V = 10,0 cm / 0,13 s = 78 cm/s
a = 78 cm/s / 3,22 s = 24 cm/ s ²
5. V = 10,0 cm / 0,12 s = 83 cm/s
a = 83 cm/s / 3,61 s = 23 cm/ s ²
2°PARTE
t’ (s)
t’’ (s)
t osc’
t osc’’
Vi (cm/s)
Vf (cm/s)
a (cm/ s ²)
s’ (cm)
s’’ (cm
2,48
3,60
0,18
0,12
56
83
24
74
16 · 10^1
Vi = 10,0 cm / 0,18 s = 56 cm/s
Vf = 10,0 cm / 0,12 s = 83 cm/s
∆t = 3,60 s – 2,48 s = 1,12 s
a = (83 – 56) cm/s / 1,12 s = 24 cm/ s ²
s’ = (2,48s)² ½ 24cm/ s ² = 74 cm
s’’ = (3,60s)² ½ 24 cm/ s ² = 16 · 10^1 cm
Conclusioni
ho verificato la legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato perché le accelerazioni sono approssimativamente uguali sia nella parte 1 e nella 2 e poi anche perché, nella parte 1, s/t² e approssimativamente uguale come dovrebbe essere.
Tempi impiegati
Per l’esperimento: 2 ore Per la relazione: 3 ore e 30 minuti

CAPRIO ARMANDO 2°B bio 26/09/05
Componenti gruppo: Papparella Manuel, Zanettin Igor, Caprio Armando
MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
Scopo: verificare il moto rettilineo uniformemente accelerato.
Schema dell’apparato sperimentale:
MATERIALE
1)due fotocellule 2)parete rettangolare di carta per oscurare le fotocellule 3)cavaliere 4)carrello 5)magnete 6)elettro calamita 7)rotaia con cuscino d’aria cava a forma di prisma con base triangolare 8)buchi d’aria 9)viti regolabili 10)compressore 11)timer digiatale 12)interruttori e prese di corrente per la calamita, il compressore, il timer e le due fotcellule 13)sostegno per inclinare la rotaia 14)blocco per il carrello 15)sostegno della rotaia
STRUMENTI DI MISURA
Sensibilità
Portata
7) rotaia con metro
1 mm
205 cm
11) timer digitale
10^-2 s
9,99 s
2) parete oscurante
lunghezza 10,0 cm
Ipotesi e analisi teorica
1° PARTE
V = ∆s / t osc
a = (Vf – Vi) / (tf – ti)
2° PARTE
∆t = tf – ti
Vf = ∆s / t osc’’
Vi = ∆s / t osc’
a = (Vf – Vi) / ∆t
s’ = t’² ½ a
s’’ = t’’² ½ a
V = velocità istantanea
∆s = differenza tra spazio finale e iniziale
t osc = tempo di oscuramento della fotocellula, causata dal cavaliere e dalla parete di carta
a = accelerazione
Vf = la velocità con cui il carrello ha raggiunto la fotocellula
Vi = la velocità di partenza
tf = il tempo che il carrello ha impiegato a raggiungere la fotocellula
ti = il tempo di partenza
∆t = differenza tra spazio finale e quello iniziale
t osc’ = tempo di oscuramento della prima fotocellula
t osc’’ = tempo di oscuramento della seconda fotocellula
s’ = posizione della prima fotocellula
s’’ = posizione della seconda fotocellula
t’ = tempo trascorso per raggiungere la prima fotocellula
t’’ = tempo trascorso per raggiungere la seconda fotocellula
Modalità operative
Si ha un moto rettilineo uniformemente accelerato quando il corpo si muove con una accelerazione costante. Per simulare questo moto sulla rotaia a cuscino d’aria bisogna inclinarla per permettere una accelerazione costante.
1°parte: nella prima parte dell’esperienza abbiamo usato solo una fotocellula. Per trovare il tempo d’oscuramento abbiamo aggiunto al cavaliere una parete oscurante e dal timer abbiamo riportato il tempo di oscuramento della fotocellula, posizionata ogni volta a una distanza diversa dell’origine;
con questo dato e con la lunghezza della parete oscurante abbiamo calcolato la velocità.
La accelerazione l’abbiamo ricavata con i dati della velocità e del tempo che il cavaliere ha impiegato a oscurare la fotocellula. Abbiamo ripetuto questo procedimento per tutte le 5 diverse distanze della fotocellula dall’origine.
2°parte: nella seconda parte abbiamo utilizzato tutte e due le fotocellule disposte a due diverse distanze. Con il timer abbiamo riportato il tempo che il cavaliere ha impiegato a raggiungere le fotocellule, la prima e poi la seconda, e con la parete oscurante il tempo di oscuramento delle fotocellule. Con questi dati abbiamo ricavato la velocità con cui ha oscurato la prima fotocellula e poi la seconda, rispettivamente Vi e Vf; l’accelerazione e in fine la distanza dall’origine delle due fotocellule (si e sf).
Raccolta di dati sperimentali
1° PARTE
Lunghezza della parete oscurante è di 10 cm
s (cm)
t’ (s)
t’’ (s)
t’’’ (s)
t (s)
t osc (s)
V (cm/s)
a (cm/s²)
t² (s²)
s/t² (cm/s²)
1
30,0
1,61
1,61
1,61
1,61
0,27
37
23
2,59
11,6
2
60,0
2,28
2,28
2,28
2,28
0,19
53
23
5,20
11,5
3
90,0
2,79
2,79
2,79
2,79
0,16
63
23
7,78
11,6
4
120,0
3,22
3,23
3,22
3,22
0,13
78
24
10,4
11,5
5
150,0
3,61
3,61
3,61
3,61
0,12
83
23
13,0
11,5
1. V = 10,0 cm / 0,27 s = 37 cm/s
a = (37 – 0) cm/s / (1,61 – 0) s = 23 cm/ s ²
2. V = 10,0 cm / 0,19 s = 53 cm/s
a = 53 cm/s / 2,28 s = 23 cm/ s ²
3. V = 10,0 cm / 0,16 s = 63 cm/s
a = 63 cm/s / 2,79 s = 23 cm/ s ²
4. V = 10,0 cm / 0,13 s = 78 cm/s
a = 78 cm/s / 3,22 s = 24 cm/ s ²
5. V = 10,0 cm / 0,12 s = 83 cm/s
a = 83 cm/s / 3,61 s = 23 cm/ s ²
2°PARTE
t’ (s)
t’’ (s)
t osc’
t osc’’
Vi (cm/s)
Vf (cm/s)
a (cm/ s ²)
s’ (cm)
s’’ (cm
2,48
3,60
0,18
0,12
56
83
24
74
16 · 10^1
Vi = 10,0 cm / 0,18 s = 56 cm/s
Vf = 10,0 cm / 0,12 s = 83 cm/s
∆t = 3,60 s – 2,48 s = 1,12 s
a = (83 – 56) cm/s / 1,12 s = 24 cm/ s ²
s’ = (2,48s)² ½ 24cm/ s ² = 74 cm
s’’ = (3,60s)² ½ 24 cm/ s ² = 16 · 10^1 cm
Conclusioni
ho verificato la legge oraria del moto rettilineo uniformemente accelerato perché le accelerazioni sono approssimativamente uguali sia nella parte 1 e nella 2 e poi anche perché, nella parte 1, s/t² e approssimativamente uguale come dovrebbe essere.
Tempi impiegati
Per l’esperimento: 2 ore Per la relazione: 3 ore e 30 minuti

Esempio