Moto uniformememente accelerato

Materie:Appunti
Categoria:Fisica

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Testo

MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
1) OBIETTIVO DELLA PROVA: Verificare le equazioni fondamentali del moto uniformemente accelerato di un carrello che scorre su una rotaia a cuscino d'aria su un piano perfettamente orizzontale.
2) STRUMENTI E APPARECCHIATURE UTILIZZATE: In questa prova abbiamo utilizzato una rotaia a cuscino d'aria, un timer elettronico digitale, due traguardi ottici con fotocellule, un carrello a sezione prismatica munito di banderuola e di una massa metallica collegata ad un filo di ferro e per finire un compressore.
ROTAIA
La rotaia da noi utilizzata è un prisma di alluminio a sezione triangolare, lungo 2 o 3m ha dei fori sui due lati obliqui, dove esce l'aria. Il diametro dei fori è circa 0,8mm e la loro distanza è di circa 25mm. La rotaia che abbiamo utilizzato è a sezione prismatica e è munita di fori che permettono il passaggio dell'aria che annulla l'attrito perché fa galleggiare il carrello, è munita di una scala graduata che apprezza 2mm a intervallo che corrispondono all'errore strumentale perché è il minimo errore apprezzato dallo strumento.
TIMER
Il timer è un dispositivo che ci ha permesso di apprezzare il tempo percorso dal carrello che impiegava a passare dal primo traguardo ottico al secondo. L'errore strumentale di esso è 1 * 10 -3 perché è il minimo valore apprezzato.
TRAGUARDI OTTICI
I traguardi ottici sono costituiti da una vite che serve per fissarli sulla rotaia. Prolungata alla vite c'è asta verticale dove in alto c'è una fotocellula posta davanti ad una lampadina. Le fotocellule servono a rilevare l'interruzione o l'avvio del fascio di luce che determina il tempo impiegato dallo spostamento del carrello.
CARRELLO
Il carrello è di forma triangolare dove sulla parte superiore è munito della banderuola che in questa era presente tra la fotocellula e la luce dal principio e nel momento in cui la banderuola lasciava libero il passaggio di luce si azionava il timer che veniva fermato quando il carrello giungeva al secondo traguardo ottico e quindi oscurava il passaggio di luce tra la fotocellula e la lampadina. Collegato al carrello c'è un filo metallico con una massa trainante che era vicinissima a terra.
COMPRESSORE
Il compressore immette aria che esce dai fori e sostiene quindi il carrello consentendo il suo movimento con un attrito assai ridotto.
3) MODALITA' DI ESECUZIONE DALLA PROVA:
Abbiamo legato il carrello mediante un filo a un massa che arrivava al pavimento. Abbiamo posizionato il primo traguardo ottico a -0,008m. La banderuola oscurava il primo traguardo ottico dal principio in modo che il timer si azionava nel momento in cui il carrello partiva e toglieva quindi la banderuola dalla parte attraversata dalla luce. Abbiamo effettuato 9 misurazioni e ad ognuna spostavamo il secondo traguardo sempre più avanti. Ogni volta di far partire il carrello abbiamo sempre dovuto leggere dove si trovava il traguardo, trattenerlo con una penna e accendere il compressore. Sulla tabella abbiamo riportato la differenza delle distanze tra i due traguardi. Con i dati abbiamo costruito tre grafici:
• grafico accelerazione/tempo (a/t)
• grafico velocità/tempo (V/t)
• grafico spazio/tempo (s/t)
Per via degli errori e dell'attrito i grafici a/t e V/t non sono venuti perfettamente rettilinei e il grafico s/t non è venuto perfettamente parabolico ma hanno avuto un andamento oscillante, quindi abbiamo calcolato le rette di regressione ovvero i punti che formano una linea retta che più si avvicinano ai punti sperimentali. Per calcolarli abbiamo trovato la rispettive pendenze (K) e intercette (Q) dei tre grafici con la formula presente nel libro. Una volta trovati li abbiamo utilizzati nella seguente formula: "K * ti + Q" e abbiamo trovato "a*" per il 1° grafico, "V*" per il 2° grafico e s* per il 3°. Abbiamo riportato i valori trovati nei grafici stessi aggiungendo una serie e sovrapponendo quindi i valori matematici ai valori sperimentali.
Pendenza (K) = Pendenza della retta.
Intercetta (Q) = Segmento staccato sull'asse delle Y che determina il punto d'origine della retta.
4) CONTENUTI DELLA PROVA:
• Vedi dati e grafici allegati.
5) OSSERVAZIONI FINALI:
• Il grafico a/t risulta essere una retta parallela all'asse delle ascisse quindi l'accelerazione è costante e così il moto è uniformemente accelerato.
• Il grafico V/t risulta essere una retta inclinata per l'origine quindi la velocità (V) aumenta progressivamente nel tempo (t) e la pendenza della retta (K2) è pari all'accelerazione.
• Il grafico s/t ha un andamento parabolico quindi possiamo affermare che lo spostamento (s) del corpo è direttamente proporzionale al quadrato del tempo (t).
• Dai 3 grafici ottenuti possiamo confermare le equazioni del moto previste per il moto uniformemente accelerato:
Vf = a * t
s = 1/2 * a * t2
• In tutte le prove Vi è 0 perché il carrello parte da fermo.
• Il pesetto cade fino a terra
• Il limite massimo di distanza è quella dove cade il pesetto: s massimo = 115cm
• Il primo traguardo ottico è posizionato prima dello 0. Posizione = -8mm . Quindi ogni misura dello spazio (s) deve essere sommata con 0,008. Es:
0,282-(-0,008)=0,282+0,008=0,290
• Per via degli errori e dell'attrito i grafici non sono hanno un andamento perfetto.


MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO
1) OBIETTIVO DELLA PROVA: Verificare le equazioni fondamentali del moto uniformemente accelerato di un carrello che scorre su una rotaia a cuscino d'aria su un piano perfettamente orizzontale.
2) STRUMENTI E APPARECCHIATURE UTILIZZATE: In questa prova abbiamo utilizzato una rotaia a cuscino d'aria, un timer elettronico digitale, due traguardi ottici con fotocellule, un carrello a sezione prismatica munito di banderuola e di una massa metallica collegata ad un filo di ferro e per finire un compressore.
ROTAIA
La rotaia da noi utilizzata è un prisma di alluminio a sezione triangolare, lungo 2 o 3m ha dei fori sui due lati obliqui, dove esce l'aria. Il diametro dei fori è circa 0,8mm e la loro distanza è di circa 25mm. La rotaia che abbiamo utilizzato è a sezione prismatica e è munita di fori che permettono il passaggio dell'aria che annulla l'attrito perché fa galleggiare il carrello, è munita di una scala graduata che apprezza 2mm a intervallo che corrispondono all'errore strumentale perché è il minimo errore apprezzato dallo strumento.
TIMER
Il timer è un dispositivo che ci ha permesso di apprezzare il tempo percorso dal carrello che impiegava a passare dal primo traguardo ottico al secondo. L'errore strumentale di esso è 1 * 10 -3 perché è il minimo valore apprezzato.
TRAGUARDI OTTICI
I traguardi ottici sono costituiti da una vite che serve per fissarli sulla rotaia. Prolungata alla vite c'è asta verticale dove in alto c'è una fotocellula posta davanti ad una lampadina. Le fotocellule servono a rilevare l'interruzione o l'avvio del fascio di luce che determina il tempo impiegato dallo spostamento del carrello.
CARRELLO
Il carrello è di forma triangolare dove sulla parte superiore è munito della banderuola che in questa era presente tra la fotocellula e la luce dal principio e nel momento in cui la banderuola lasciava libero il passaggio di luce si azionava il timer che veniva fermato quando il carrello giungeva al secondo traguardo ottico e quindi oscurava il passaggio di luce tra la fotocellula e la lampadina. Collegato al carrello c'è un filo metallico con una massa trainante che era vicinissima a terra.
COMPRESSORE
Il compressore immette aria che esce dai fori e sostiene quindi il carrello consentendo il suo movimento con un attrito assai ridotto.
3) MODALITA' DI ESECUZIONE DALLA PROVA:
Abbiamo legato il carrello mediante un filo a un massa che arrivava al pavimento. Abbiamo posizionato il primo traguardo ottico a -0,008m. La banderuola oscurava il primo traguardo ottico dal principio in modo che il timer si azionava nel momento in cui il carrello partiva e toglieva quindi la banderuola dalla parte attraversata dalla luce. Abbiamo effettuato 9 misurazioni e ad ognuna spostavamo il secondo traguardo sempre più avanti. Ogni volta di far partire il carrello abbiamo sempre dovuto leggere dove si trovava il traguardo, trattenerlo con una penna e accendere il compressore. Sulla tabella abbiamo riportato la differenza delle distanze tra i due traguardi. Con i dati abbiamo costruito tre grafici:
• grafico accelerazione/tempo (a/t)
• grafico velocità/tempo (V/t)
• grafico spazio/tempo (s/t)
Per via degli errori e dell'attrito i grafici a/t e V/t non sono venuti perfettamente rettilinei e il grafico s/t non è venuto perfettamente parabolico ma hanno avuto un andamento oscillante, quindi abbiamo calcolato le rette di regressione ovvero i punti che formano una linea retta che più si avvicinano ai punti sperimentali. Per calcolarli abbiamo trovato la rispettive pendenze (K) e intercette (Q) dei tre grafici con la formula presente nel libro. Una volta trovati li abbiamo utilizzati nella seguente formula: "K * ti + Q" e abbiamo trovato "a*" per il 1° grafico, "V*" per il 2° grafico e s* per il 3°. Abbiamo riportato i valori trovati nei grafici stessi aggiungendo una serie e sovrapponendo quindi i valori matematici ai valori sperimentali.
Pendenza (K) = Pendenza della retta.
Intercetta (Q) = Segmento staccato sull'asse delle Y che determina il punto d'origine della retta.
4) CONTENUTI DELLA PROVA:
• Vedi dati e grafici allegati.
5) OSSERVAZIONI FINALI:
• Il grafico a/t risulta essere una retta parallela all'asse delle ascisse quindi l'accelerazione è costante e così il moto è uniformemente accelerato.
• Il grafico V/t risulta essere una retta inclinata per l'origine quindi la velocità (V) aumenta progressivamente nel tempo (t) e la pendenza della retta (K2) è pari all'accelerazione.
• Il grafico s/t ha un andamento parabolico quindi possiamo affermare che lo spostamento (s) del corpo è direttamente proporzionale al quadrato del tempo (t).
• Dai 3 grafici ottenuti possiamo confermare le equazioni del moto previste per il moto uniformemente accelerato:
Vf = a * t
s = 1/2 * a * t2
• In tutte le prove Vi è 0 perché il carrello parte da fermo.
• Il pesetto cade fino a terra
• Il limite massimo di distanza è quella dove cade il pesetto: s massimo = 115cm
• Il primo traguardo ottico è posizionato prima dello 0. Posizione = -8mm . Quindi ogni misura dello spazio (s) deve essere sommata con 0,008. Es:
0,282-(-0,008)=0,282+0,008=0,290
• Per via degli errori e dell'attrito i grafici non sono hanno un andamento perfetto.

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