Pendolo semplice

Materie:Appunti
Categoria:Fisica

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Testo

Esperienza di laboratorio
Titolo: Verifica del principio di conservazione dell’energia nel moto di un pendolo semplice.

Obiettivo dell’esperimento: Verificare la conservazione dell’energia meccanica di una
pallina appesa ad un filo ( ovvero di un comunissimo pendolo).
Materiali utilizzati: - Supporto per un’asta verticale ;
- Una gomma ;
- Una lametta da barba ;
- Una sferetta ( massa = 18,5 g) ;
- Un filo di cotone sottile ;
- Filo a piombo ;
- Riga millimetrata ;
- Un foglio di carta carbone.

A
lama

h
B
h0
carta
carbone
Linea di terra

x
Descrizione dell’esperimento: -Abbiamo assicurato la pallina al filo lungo 50 cm in modo
che, una volta arrivata al punto B, la lama tagli il filo e
la pallina possa cadere.
-Abbiamo usato il filo a piombo per misurare la distanza dal
piede di h0 al punto di caduta della pallina.
- Abbiamo sollevato la sferetta ad un’altezza h misurata con
la riga, dopodiché l’abbiamo lasciata andare. Il filo raggiunge la lametta per cui esso viene tagliato e la sferetta cade sulla carta carbone; infine abbiamo misurato la distanza tra il piede della perpendicolare e il segno lasciato dalla sferetta sulla carta carbone.
Elaborazione dati:
Lo scopo di questa esperienza consiste nel dimostrare che l’energia potenziale ( l’energia posseduta da un corpo in virtù della sua altezza rispetto a un piano di riferimento) nel punto A è uguale all’energia cinetica ( l’energia posseduta da un corpo in virtù della sua massa e della sua velocità) nel punto B. Ciò sfrutta il principio di conservazione dell’energia meccanica: Emec1 = Emec2 ( Ecin1 +Epot1 = Ecin2 + Epot2
Dato che in A la velocità è uguale a 0 e in B l’altezza è uguale a 0, possiamo riscrivere la formula nel seguente modo: 0 + Epot1 = 0 + Ecin2
Dove Epot = mgh1 e Ecin = ½ mv2
Nella tabella abbiamo riportato oltre all’ Epg e all’ Ecin anche la velocità e il tempo ( ricavati dall’equazione del moto verticale accelerato). t = √2h0 /g V= x/t
N prova
(h
Epg
ho
T
X (s)
V (m/s)
Ec
(E (Epg-Ec)
1
0,1m
0,002J
0,95m
0,44 s
0,61m
1,525
0,002J
0J
2
0,2m
0,003J
0,95m
0,44s
0,86m
1,966
0,003J
0J
3
0,3m
O,005J
0,95m
0,44s
0,98m
2,24
0,005J
0J

Conclusioni:
Confrontando l’Epg e l’Ecin noteremo che i due valori sono uguali e ciò dimostra che i dati sperimentali confermano che : durante il moto di un corpo, in assenza di attriti, la somma dell’energia cinetica e dell’energia potenziale gravitazionale si mantiene costante, ovvero si conserva l’energia meccanica.

Esperienza di laboratorio
Titolo: Verifica del principio di conservazione dell’energia nel moto di un pendolo semplice.

Obiettivo dell’esperimento: Verificare la conservazione dell’energia meccanica di una
pallina appesa ad un filo ( ovvero di un comunissimo pendolo).
Materiali utilizzati: - Supporto per un’asta verticale ;
- Una gomma ;
- Una lametta da barba ;
- Una sferetta ( massa = 18,5 g) ;
- Un filo di cotone sottile ;
- Filo a piombo ;
- Riga millimetrata ;
- Un foglio di carta carbone.

A
lama

h
B
h0
carta
carbone
Linea di terra

x
Descrizione dell’esperimento: -Abbiamo assicurato la pallina al filo lungo 50 cm in modo
che, una volta arrivata al punto B, la lama tagli il filo e
la pallina possa cadere.
-Abbiamo usato il filo a piombo per misurare la distanza dal
piede di h0 al punto di caduta della pallina.
- Abbiamo sollevato la sferetta ad un’altezza h misurata con
la riga, dopodiché l’abbiamo lasciata andare. Il filo raggiunge la lametta per cui esso viene tagliato e la sferetta cade sulla carta carbone; infine abbiamo misurato la distanza tra il piede della perpendicolare e il segno lasciato dalla sferetta sulla carta carbone.
Elaborazione dati:
Lo scopo di questa esperienza consiste nel dimostrare che l’energia potenziale ( l’energia posseduta da un corpo in virtù della sua altezza rispetto a un piano di riferimento) nel punto A è uguale all’energia cinetica ( l’energia posseduta da un corpo in virtù della sua massa e della sua velocità) nel punto B. Ciò sfrutta il principio di conservazione dell’energia meccanica: Emec1 = Emec2 ( Ecin1 +Epot1 = Ecin2 + Epot2
Dato che in A la velocità è uguale a 0 e in B l’altezza è uguale a 0, possiamo riscrivere la formula nel seguente modo: 0 + Epot1 = 0 + Ecin2
Dove Epot = mgh1 e Ecin = ½ mv2
Nella tabella abbiamo riportato oltre all’ Epg e all’ Ecin anche la velocità e il tempo ( ricavati dall’equazione del moto verticale accelerato). t = √2h0 /g V= x/t
N prova
(h
Epg
ho
T
X (s)
V (m/s)
Ec
(E (Epg-Ec)
1
0,1m
0,002J
0,95m
0,44 s
0,61m
1,525
0,002J
0J
2
0,2m
0,003J
0,95m
0,44s
0,86m
1,966
0,003J
0J
3
0,3m
O,005J
0,95m
0,44s
0,98m
2,24
0,005J
0J

Conclusioni:
Confrontando l’Epg e l’Ecin noteremo che i due valori sono uguali e ciò dimostra che i dati sperimentali confermano che : durante il moto di un corpo, in assenza di attriti, la somma dell’energia cinetica e dell’energia potenziale gravitazionale si mantiene costante, ovvero si conserva l’energia meccanica.

Esempio