Relazione sugli urti

Materie:Altro
Categoria:Fisica

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Testo

ANNO SCOLASTICO 2005 – 2006 CLASSE: IV° A linguistico
RELAZIONE LABORATORIO DI FISICA
NOME***************** DATA: 15/04/2006
TITOLO DELL’ESPERIENZA: Urti,energie e quantità di moto.
OBIETTIVI: Verificare le caratteristiche degli urti elastici e anelastici.
STRUMENTI UTILIZZATI: Libro di testo, simulazione via Internet dell’urto elastico e anelastico.
DESCRIZIONE DELL’ESPERIENZA:Prima di avviare la simulazione via Internet ricercare le definizioni di quantità di moto, energia cinetica, conservazione della quantità di moto, urti elastici, urti anelastici e urti obliqui.
• Quantità di moto: Q = m*v
• Energia cinetica: L = ½m*v²
• Conservazione della quantità di moto: Se due o più corpi interagiscono in un sistema isolato, la quantità di moto totale del sistema rimane costante nel tempo.
• Urti elastici: Urto che avviene tra due punti materiali e l’energia cinetica del sistema si conserva
• Urti anelastici: Urto che avviene tra due punti materiali e l’energia cinetica del sistema non si conserva
• Urti obliqui: Urto che avviene tra due punti materiali aventi la stessa massa,uno dei quali inizialmente è fermo.
➢ Urto elastico
Avviare la simulazione che usa come punti materiali due carrelli A e B.
Prima prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 0.5 Kg
v = 0.2 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0 m/s
Carrello B
m = 0.5 Kg
v = 0 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0.2 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J
½*0.5*(0)²= 0 J
Carrello B
½*0.5*(0)²= 0 J
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.01 + 0 = 0.01 J
Carrello B
0 + 0.01 = 0.01 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema si conserva.
Seconda prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 1 Kg
v = 0.5 m/s
m = 1 Kg
v = 0 m/s
Carrello B
m = 1 Kg
v = 0 m/s
m = 1 Kg
v = 0.5 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*1*(0.5)²= 0.125 J
½*1*(0)²= 0 J
Carrello B
½*1*(0)²= 0 J
½*1*(0.5)²= 0.125 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.125 + 0 = 0.125 J
Carrello B
0 + 0.125 = 0.125 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema si conserva.
➢ Urto anelastico
Prima prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 0.5 Kg
v = 0.2 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0.1 m/s
Carrello B
m = 0.5 Kg
v = 0 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0.1 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J
½*0.5*(0.1)²= 0.0025 J
Carrello B
½*0.5*(0)²= 0 J
½*0.5*(0.1)²= 0.0025 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.01 + 0.0025 = 0.0125 J
Carrello B
0 + 0.0025 = 0.0025 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema non si conserva.
Seconda prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 1 Kg
v = 0.5 m/s
m = 1 Kg
v = 0.25 m/s
Carrello B
m = 1 Kg
v = 0 m/s
m = 1 Kg
v = 0.25 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*1*(0.5)²= 0.125 J
½*1*(0.25)²= 0.0313 J
Carrello B
½*1*(0)²= 0 J
½*1*(0.25)²= 0.0313 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.125 + 0.313 = 0.156 J
Carrello B
0 + 0.0313 = 0.0313 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema non si conserva.
➢ Urti obliqui
Avviare la simulazione che usa come punti materiali due palline A e B.

Dalla simulazione si può notare che la velocità è perpendicolare, cioè i caso di urto la velocità si decompone in direzione perpendicolare al punto di rimbalzo.

La perpendicolare alla parete nel punto in cui la pallina rimbalza è la bisettrice dell’angolo formato dalle traiettorie delle palline.
Conservazione quantità di moto : mv1 = mv1 + mv2
v1 = √vx² + vy²
v1 = √1.8² + (-5.7)² = √3.24+32.49 = √35.73 = 5.98
v2 = √vx² + vy²
v2 = √18.2² + 5.7² = √331.24 + 32.49 = √363.73 = 19.07
mv1 = mv1 + mv2
mv1 = 5*5.98 + 5*19.07 = 29.9 + 95.35 =125.25
v1 = v1 + v2
v1 = 5.98 + 19.07 = 25.05
mv1 = 5*25.05 = 125.25
mv1 = mv1 + mv2
125.25 = 125.25
INTERPRETAZIONE DEI DATI E CONCLUSIONI:
Per dimostrare l’urto elastico, dopo aver calcolato l’energia cinetica di ogni carrello prima e dopo l’urto, si è dimostrata la conservazione dell’energia cinetica del sistema
(ES:Carrello A: 0.01 + 0 = 0.01 J;Carrello B: 0.01 + 0 = 0.01 J).
Per dimostrare l’urto anelastico, dopo aver calcolato l’energia cinetica di ogni carrello prima e dopo l’urto, si è dimostrata la non conservazione dell’energia cinetica del sistema
(ES:Carrello A : 0.01 + 0.0025 = 0.0125 J;Carrello B: 0 + 0.0025 = 0.0025 J).
Per dimostrare invece l’urto obliquo si è dovuto utilizzare il principio di conservazione della quantità di moto mv1 = mv1 + mv2, trovando v1 e v2 con la regola del parallelogramma, il quale è risultato essere un rettangolo avente per diagonale la somma dei due vettori.
L’esperimento è ben riuscito perché i calcoli sono risultati corretti e di conseguenza si è riusciti a dimostrare i vari urti( elastico, anelastico e obliquo) grazie alle diverse nozioni citate all’inizio della relazione, in particolare l’energia cinetica e la quantità di moto, le quali erano gli obiettivi, assieme agli urti, dell’esperienza.
VALUTAZIONE:
Componenti della relazione
Punteggio
Riconoscimento e formulazione dell’obiettivo

1
2
3
Indicazione degli strumenti

1
2
3
Descrizione dell’esperienza

1
2
3
Compilazione delle tabelle e presentazione dei risultati

1
2
3
Esecuzione dei calcoli

1
2
3
Esecuzione dei grafici

1
2
3
Interpretazione dei dati e conclusioni

1
2
3
La relazione si presenta….
Totale e voto finale
0: componenti non presenti o assolutamente errati
1: componenti non pertinenti o poco precisi o in parte errati
2: componenti sufficientemente corretti
3: componenti completi, corretti, ben esposti
ANNO SCOLASTICO 2005 – 2006 CLASSE: IV° A linguistico
RELAZIONE LABORATORIO DI FISICA
NOME***************** DATA: 15/04/2006
TITOLO DELL’ESPERIENZA: Urti,energie e quantità di moto.
OBIETTIVI: Verificare le caratteristiche degli urti elastici e anelastici.
STRUMENTI UTILIZZATI: Libro di testo, simulazione via Internet dell’urto elastico e anelastico.
DESCRIZIONE DELL’ESPERIENZA:Prima di avviare la simulazione via Internet ricercare le definizioni di quantità di moto, energia cinetica, conservazione della quantità di moto, urti elastici, urti anelastici e urti obliqui.
• Quantità di moto: Q = m*v
• Energia cinetica: L = ½m*v²
• Conservazione della quantità di moto: Se due o più corpi interagiscono in un sistema isolato, la quantità di moto totale del sistema rimane costante nel tempo.
• Urti elastici: Urto che avviene tra due punti materiali e l’energia cinetica del sistema si conserva
• Urti anelastici: Urto che avviene tra due punti materiali e l’energia cinetica del sistema non si conserva
• Urti obliqui: Urto che avviene tra due punti materiali aventi la stessa massa,uno dei quali inizialmente è fermo.
➢ Urto elastico
Avviare la simulazione che usa come punti materiali due carrelli A e B.
Prima prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 0.5 Kg
v = 0.2 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0 m/s
Carrello B
m = 0.5 Kg
v = 0 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0.2 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J
½*0.5*(0)²= 0 J
Carrello B
½*0.5*(0)²= 0 J
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.01 + 0 = 0.01 J
Carrello B
0 + 0.01 = 0.01 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema si conserva.
Seconda prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 1 Kg
v = 0.5 m/s
m = 1 Kg
v = 0 m/s
Carrello B
m = 1 Kg
v = 0 m/s
m = 1 Kg
v = 0.5 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*1*(0.5)²= 0.125 J
½*1*(0)²= 0 J
Carrello B
½*1*(0)²= 0 J
½*1*(0.5)²= 0.125 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.125 + 0 = 0.125 J
Carrello B
0 + 0.125 = 0.125 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema si conserva.
➢ Urto anelastico
Prima prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 0.5 Kg
v = 0.2 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0.1 m/s
Carrello B
m = 0.5 Kg
v = 0 m/s
m = 0.5 Kg
v = 0.1 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J
½*0.5*(0.1)²= 0.0025 J
Carrello B
½*0.5*(0)²= 0 J
½*0.5*(0.1)²= 0.0025 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.01 + 0.0025 = 0.0125 J
Carrello B
0 + 0.0025 = 0.0025 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema non si conserva.
Seconda prova:
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
m = 1 Kg
v = 0.5 m/s
m = 1 Kg
v = 0.25 m/s
Carrello B
m = 1 Kg
v = 0 m/s
m = 1 Kg
v = 0.25 m/s
Energia cinetica :
Prima dell’urto
Dopo l’urto
Carrello A
½*1*(0.5)²= 0.125 J
½*1*(0.25)²= 0.0313 J
Carrello B
½*1*(0)²= 0 J
½*1*(0.25)²= 0.0313 J
Energia cinetica del sistema:
Carrello A
0.125 + 0.313 = 0.156 J
Carrello B
0 + 0.0313 = 0.0313 J
Si può vedere che l’energia cinetica del sistema non si conserva.
➢ Urti obliqui
Avviare la simulazione che usa come punti materiali due palline A e B.

Dalla simulazione si può notare che la velocità è perpendicolare, cioè i caso di urto la velocità si decompone in direzione perpendicolare al punto di rimbalzo.

La perpendicolare alla parete nel punto in cui la pallina rimbalza è la bisettrice dell’angolo formato dalle traiettorie delle palline.
Conservazione quantità di moto : mv1 = mv1 + mv2
v1 = √vx² + vy²
v1 = √1.8² + (-5.7)² = √3.24+32.49 = √35.73 = 5.98
v2 = √vx² + vy²
v2 = √18.2² + 5.7² = √331.24 + 32.49 = √363.73 = 19.07
mv1 = mv1 + mv2
mv1 = 5*5.98 + 5*19.07 = 29.9 + 95.35 =125.25
v1 = v1 + v2
v1 = 5.98 + 19.07 = 25.05
mv1 = 5*25.05 = 125.25
mv1 = mv1 + mv2
125.25 = 125.25
INTERPRETAZIONE DEI DATI E CONCLUSIONI:
Per dimostrare l’urto elastico, dopo aver calcolato l’energia cinetica di ogni carrello prima e dopo l’urto, si è dimostrata la conservazione dell’energia cinetica del sistema
(ES:Carrello A: 0.01 + 0 = 0.01 J;Carrello B: 0.01 + 0 = 0.01 J).
Per dimostrare l’urto anelastico, dopo aver calcolato l’energia cinetica di ogni carrello prima e dopo l’urto, si è dimostrata la non conservazione dell’energia cinetica del sistema
(ES:Carrello A : 0.01 + 0.0025 = 0.0125 J;Carrello B: 0 + 0.0025 = 0.0025 J).
Per dimostrare invece l’urto obliquo si è dovuto utilizzare il principio di conservazione della quantità di moto mv1 = mv1 + mv2, trovando v1 e v2 con la regola del parallelogramma, il quale è risultato essere un rettangolo avente per diagonale la somma dei due vettori.
L’esperimento è ben riuscito perché i calcoli sono risultati corretti e di conseguenza si è riusciti a dimostrare i vari urti( elastico, anelastico e obliquo) grazie alle diverse nozioni citate all’inizio della relazione, in particolare l’energia cinetica e la quantità di moto, le quali erano gli obiettivi, assieme agli urti, dell’esperienza.
VALUTAZIONE:
Componenti della relazione
Punteggio
Riconoscimento e formulazione dell’obiettivo

1
2
3
Indicazione degli strumenti

1
2
3
Descrizione dell’esperienza

1
2
3
Compilazione delle tabelle e presentazione dei risultati

1
2
3
Esecuzione dei calcoli

1
2
3
Esecuzione dei grafici

1
2
3
Interpretazione dei dati e conclusioni

1
2
3
La relazione si presenta….
Totale e voto finale
0: componenti non presenti o assolutamente errati
1: componenti non pertinenti o poco precisi o in parte errati
2: componenti sufficientemente corretti
3: componenti completi, corretti, ben esposti

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