Relazione sul moto rettilineo uniforme

Materie:Tesina
Categoria:Fisica
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Testo

MOTO RETTILINEO UNIFORME
E
MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELLERATO
Alunno: Pietro D’Angelo
Classe: III H
Data: 14/11/2006
SCOPO
Verificare la diretta proporzionalità tra spazio e tempi nel moto rettilineo uniforme.
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.
MATERIALE (MRU)
Guida a cuscino d’aria
Slitta
Compressore a bassa pressione
Orologio elettronico
2 Foto cellule
2Cavetti di collegamento
MATERIALE (MRUA)
Guida a cuscino d’aria
Slitta
Compressore a bassa pressione
Orologio elettronico
2 Foto cellule
2Cavetti di collegamento
carrucola;
pesetti da 5 e 10 grammi;
filo di cotone

guida a cuscino d’aria\slitta comp. A bassa pressione--orologio elettronico
foto cellule Cavetti di collegamento
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.
PRINCIPI TEORICI
Il moto rettilineo è il movimento di un punto materiale che si sposta su una traiettoria rettilinea con velocità costante quindi con accelerazione pari a zero. Si compiono spazi uguali in tempi uguali.
Per conoscere la velocità del nostro punto materiale si deve far il rapporto tra spazio e tempo.
V= s/t (m/s)
Naturalmente per conoscere il tempo e lo spazio si utilizzano le formule contrarie.
t= s/v
s= s0+ v*t
La velocità, per convenzione, si calcola in metri al secondo ma se noi la vogliamo calcolare in km all’ora si deve moltiplicare per 3,6.
V km/h = 3,6 m/s
Per diminuire l’errore ci calcoleremo il tempo medio con la seguente formula.
Tmedio= (t1+t2+t3) /3
TABELLA(MRU)
Spazio (m)
T1
T2
T3
Tmedio (s)
V= s/t (m/s)
0.10
0.94
0.95
0.96
0.95
0.1
0.20
1.74
1.74
1.72
1.73
0.11
0.30
2.36
2.40
2.38
2.38
0.12
0.40
2.91
2.94
2.95
2.93
0.13
Moto uniformemente accelerato
S
T1
T2
T3
Tm
2 S
T2
a (2s/t2)
0.20
1.06
1.07
1.08
1.07
0.4
1.14
0.35
0.30
1.35
1.34
1.34
1.34
0.6
1.8
0.33
0.40
1.55
1.55
1.56
1.55
0.8
2.4
0.33
Calcoli (MRU) Calcoli (MRUA)
V1 = S1 / Tm = 0.10 / 0.95 = 0.11 m/s a1 =0.4 / 1.14 = 0.35 m/s2
V2 = S2 / Tm = 0.20 / 1.73 = 0.12 m/s a2 =0.6 / 1.79 = 0.33m/s2
V3 = S3 / Tm = 0.30 / 2.38= 0.13 m/s a3 =0.8/2.40 =0.33m/s2
V4 = S4 / Tm = 0.40 / 2.93= 0.14 m/s
REALIZZAZIONE(MRU)
Per l’esperimento abbiamo utilizzato una guida a cuscino d’aria che abbiamo posizionato e regolato insieme al professore; regolato perché per far scorrere la slitta quest’ultima aveva bisogno di un minimo di pendenza della guida, questo provocava una piccola accelerazione necessaria per la riuscita dell’esperimento.
Abbiamo collegato l’orologio elettronico a le due fotocellule per mezzo dei cavetti, la prima fotocellula attiva l’orologio la seconda lo blocca.
Per diminuire il più possibile l’errore facciamo tre letture (t1, t2 e t3) dello stesso spazio in modo da poterci calcolare il tempo medio.
In fine per calcolare la velocità si fa il rapporto tra spazio e tempo. Si nota un minimo margine di errore dovuto all’accelerazione provocato dalla pendenza della guida.
REALIZZAZIONE(MRUA)
Abbiamo legato il carrello mediante un filo a un massa che arrivava al pavimento. Abbiamo posizionato il primo traguardo ottico a 0,20m. Abbiamo effettuato 3 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 e accendere il compressore. Sulla tabella abbiamo riportato la differenza delle distanze tra i due traguardi. Con i dati abbiamo costruito il grafico.
• accellerazione/tempo (a/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.
ANALISI DEL GRAFICO (MRU)
Nel grafico, in cui ho disposto lo spazio sull’asse delle x e il tempo sull’asse delle y, notiamo che si viene a formare una retta. Da questa retta si denota che i calcoli sono stati approssimativamente esatti mantenendo il rapporto spazio-tempo sempre uguale.
CONCLUSIONE
Dopo varie verifiche siamo riusciti a verificare la diretta proporzionalità tra spazio e tempo e quindi l’esperimento è riuscito perfettamente. Fatta eccezione dell’errore non abbiamo riscontrato imperfezione nei calcoli.
Pietro D’Angelo III H
I.T.I.S. Mottura Caltanissetta

MOTO RETTILINEO UNIFORME
E
MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELLERATO
Alunno: Pietro D’Angelo
Classe: III H
Data: 14/11/2006
SCOPO
Verificare la diretta proporzionalità tra spazio e tempi nel moto rettilineo uniforme.
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.
MATERIALE (MRU)
Guida a cuscino d’aria
Slitta
Compressore a bassa pressione
Orologio elettronico
2 Foto cellule
2Cavetti di collegamento
MATERIALE (MRUA)
Guida a cuscino d’aria
Slitta
Compressore a bassa pressione
Orologio elettronico
2 Foto cellule
2Cavetti di collegamento
carrucola;
pesetti da 5 e 10 grammi;
filo di cotone

guida a cuscino d’aria\slitta comp. A bassa pressione--orologio elettronico
foto cellule Cavetti di collegamento
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.
PRINCIPI TEORICI
Il moto rettilineo è il movimento di un punto materiale che si sposta su una traiettoria rettilinea con velocità costante quindi con accelerazione pari a zero. Si compiono spazi uguali in tempi uguali.
Per conoscere la velocità del nostro punto materiale si deve far il rapporto tra spazio e tempo.
V= s/t (m/s)
Naturalmente per conoscere il tempo e lo spazio si utilizzano le formule contrarie.
t= s/v
s= s0+ v*t
La velocità, per convenzione, si calcola in metri al secondo ma se noi la vogliamo calcolare in km all’ora si deve moltiplicare per 3,6.
V km/h = 3,6 m/s
Per diminuire l’errore ci calcoleremo il tempo medio con la seguente formula.
Tmedio= (t1+t2+t3) /3
TABELLA(MRU)
Spazio (m)
T1
T2
T3
Tmedio (s)
V= s/t (m/s)
0.10
0.94
0.95
0.96
0.95
0.1
0.20
1.74
1.74
1.72
1.73
0.11
0.30
2.36
2.40
2.38
2.38
0.12
0.40
2.91
2.94
2.95
2.93
0.13
Moto uniformemente accelerato
S
T1
T2
T3
Tm
2 S
T2
a (2s/t2)
0.20
1.06
1.07
1.08
1.07
0.4
1.14
0.35
0.30
1.35
1.34
1.34
1.34
0.6
1.8
0.33
0.40
1.55
1.55
1.56
1.55
0.8
2.4
0.33
Calcoli (MRU) Calcoli (MRUA)
V1 = S1 / Tm = 0.10 / 0.95 = 0.11 m/s a1 =0.4 / 1.14 = 0.35 m/s2
V2 = S2 / Tm = 0.20 / 1.73 = 0.12 m/s a2 =0.6 / 1.79 = 0.33m/s2
V3 = S3 / Tm = 0.30 / 2.38= 0.13 m/s a3 =0.8/2.40 =0.33m/s2
V4 = S4 / Tm = 0.40 / 2.93= 0.14 m/s
REALIZZAZIONE(MRU)
Per l’esperimento abbiamo utilizzato una guida a cuscino d’aria che abbiamo posizionato e regolato insieme al professore; regolato perché per far scorrere la slitta quest’ultima aveva bisogno di un minimo di pendenza della guida, questo provocava una piccola accelerazione necessaria per la riuscita dell’esperimento.
Abbiamo collegato l’orologio elettronico a le due fotocellule per mezzo dei cavetti, la prima fotocellula attiva l’orologio la seconda lo blocca.
Per diminuire il più possibile l’errore facciamo tre letture (t1, t2 e t3) dello stesso spazio in modo da poterci calcolare il tempo medio.
In fine per calcolare la velocità si fa il rapporto tra spazio e tempo. Si nota un minimo margine di errore dovuto all’accelerazione provocato dalla pendenza della guida.
REALIZZAZIONE(MRUA)
Abbiamo legato il carrello mediante un filo a un massa che arrivava al pavimento. Abbiamo posizionato il primo traguardo ottico a 0,20m. Abbiamo effettuato 3 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 e accendere il compressore. Sulla tabella abbiamo riportato la differenza delle distanze tra i due traguardi. Con i dati abbiamo costruito il grafico.
• accellerazione/tempo (a/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.
ANALISI DEL GRAFICO (MRU)
Nel grafico, in cui ho disposto lo spazio sull’asse delle x e il tempo sull’asse delle y, notiamo che si viene a formare una retta. Da questa retta si denota che i calcoli sono stati approssimativamente esatti mantenendo il rapporto spazio-tempo sempre uguale.
CONCLUSIONE
Dopo varie verifiche siamo riusciti a verificare la diretta proporzionalità tra spazio e tempo e quindi l’esperimento è riuscito perfettamente. Fatta eccezione dell’errore non abbiamo riscontrato imperfezione nei calcoli.
Pietro D’Angelo III H
I.T.I.S. Mottura Caltanissetta

Esempio



  


  1. giulia

    relazione fisica moto rettilineo uniforme : quando il carrello raggiunge la prima fotocellula il porta masse deve aver gia toccato lo sgabello spiega motivi ?


Come usare