Verifica sperimentale della legge di Hooke

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
Download:	1064
Data:	08.02.2006
Numero di pagine:	11
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

Laboratorio di Fisica/Chimica
Esperienza del:
Indicatore
Giudizio
Alunno: Simone Ruggeri

1/02/2006
Contenuti

Classe: 1^ H







Esposizione/

Propr. Ling.

Componenti gruppo di lavoro:


Applicazioni/

Chiarello Jessica,Giordano Taddei,Pasqualini Edoardo,Pancioni Luca
Esempi






Estetica/

Grafica

Votazione:

Titolo: Verifica sperimentale della legge di Hooke
Scopo: Verificare e trovare una relazione tra la forza applicata e la deformazione che essa subisce. Verificare se tra il peso e l’allungamento c’è una proporzionalità diretta.
Materiali: Molla con spire grandi,Molla con spire piccole(ravvicinate),Catetometro,Asta di sostegno per molle,Metro flessibile,Porta pesi,Pesetti
NOME DELLO
STRUMENTO
GRANDEZZA
MISURATA
SENSIBILITA'
CAMPO DI
MISURA
Metro flessibile
lunghezza
0,001 m
0,000 m ÷ 2,000 m
Catetometro
lunghezza
0,001 m
0,000 m ÷ 0,800 m
Schema:

Asta di sostegno Catetometro con cursori Porta pesi

Procedimento: Questa esperienza è stata effettuata utilizzando 2 molle con un diverso limite di elasticità.
Molla 1
1. Abbiamo fissato il primo traguardo del catetometro,in linea con l’estremità inferiore della molla 1 in posizione di riposo.
2. Appendere il porta pesi sulla molla e fissare il secondo cursore sempre in linea con la parte inferiore della molla.
3. Abbiamo misurato la distanza tra un cursore e l’altro con il metro flessibile.
4. Abbiamo ripetuto le stesse operazioni di misura utilizzando le diverse masse e per ognuna di esse abbiamo determinato l’allungamento della molla.
5. Abbiamo calcolato il peso applicato sulla molla con la seguente formula:massa dei pesetti x 9,81 N / Kg.
6. Calcolare la costante di elasticità facendo il rapporto fra il peso e l’allungamento.
Molla 2

1. Caricare la molla con il peso da 50 g in modo da rendere più elastica la molla.
2. Ripetere le stesse operazioni fatte in precedenza con la molla 1.
Dati:
MOLLA 1
DATI
Prova
m(Kg)
li (m)
lf (m)

1
0,000
0,000
0,000
2
0.010
0,341
0,356
3
0,020
0,341
0,372
4
0,030
0,341
0,388
5
0,040
0,341
0,404
6
0,050
0,341
0,420
Legenda:
lf =lunghezza finale
li =lunghezza iniziale

MOLLA 2
DATI
Prova
m(Kg)
li (m)
lf (m)

1
0,000
0,000
0,000
2
0.010
0,396
0,425
3
0,020
0,396
0,454
4
0,030
0,396
0,482
5
0,040
0,396
0,510
6
0,050
0,396
0,542

Elaborazioni:
Calcolo del peso
Legenda:
P = peso
K = costante di elasticità
m = massa
∆ l = allungamento molla
P = m ∙ 9,81 N / Kg
P1 = 0,00 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,000 N
P2 = 0,01 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,098 N
P3 = 0,02 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,196 N
P4 = 0,03 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,294 N
P5 = 0,04 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,392 N
P6 = 0,05 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,491 N
Calcolo della costante di elasticità Legenda:
m = metro
K (N / m) = P (N) / ∆ l (m)
K1 = 0,000 N / 0,000 m = 0 N / m
K2 = 0,098 N / 0,015 m = 6,53 N / m
K3 = 0,196 N / 0,031 m = 6,32 N / m
K4 = 0,294 N / 0,047 m = 6,25 N / m
K5 = 0,392 N / 0,063 m = 6,22 N / m
K6 = 0,491 N / 0,079 m = 6,21 N / m

MOLLA 1
ELABORAZIONI
Prova
P(N)
∆ l (m)
K (N/m)
1
0,000
0,000±0,001
0,00
2
0,098
0,015±0,001
6,53
3
0,196
0,031±0,001
6,32
4
0,294
0,047±0,001
6,25
5
0,392
0,063±0,001
6,22
6
0,491
0,079±0,001
6,21

MOLLA 2
ELABORAZIONI
Prova
P(N)
∆ l (m)
K (N/m)
1
0,000
0,000±0,001
0,00
2
0,098
0,029±0,001
6,53
3
0,196
0,058±0,001
6,32
4
0,294
0,086±0,001
6,25
5
0,392
0,114±0,001
6,22
6
0,491
0,146±0,001
6,21
Calcolo degli errori
Eass (∆ l) =sensibilità dello strumento = 0,001m
Osservazioni:
Per rendere la molla con spire più ravvicinate, meno rigida le è stato agganciato il peso da 50 g. A questo punto abbiamo considerato la molla scarica.
Il catetometro è uno strumento di misura, in questa esperienza però lo abbiamo utilizzato come appoggio per i cursori. In base al grafico costruito, tra la forza applicata ad una molla e gli allungamenti subiti c’è una proporzionalità diretta, perché interpolando i punti abbiamo ottenuto una semiretta uscente dall’ origine. Possiamo anche osservare che la molla più rigida è la 1 perché il grafico ci dimostra che a parità di forza la molla 1 ho subito un allungamento minore della molla 2.
Sempre prendendo in considerazione il grafico,si può dire che le due semirette ottenute estrapolando i punti non possono essere estrapolate all’infinito perché la molla arriverebbe al suo punto di rottura e quindi di deformazione permanente.
Inoltre si può osservare che la molla la si può allungare anche a mano e quindi applicarle una forza,ma non è possibile calcolarne l’intensità.
Infine si può osservare che ciascuna retta di interpolazione forma con l’asse delle ascisse, 2 angoli,uno più ampio e l’altro meno,più l’angolo è ampio e più la molla è rigida,quindi più l’angolo è piccolo e più la molla è elastica.
Esempi / Confronto con la realtà:
Un esempio che può andar bene con la nostra esperienza è il principio di funzionamento della molla in una penna. Questa funziona così: quando si clicca sul pulsante per far venir fuori la testa della penna,si applica una forza con il dito e quindi la molla si comprime,mentre quando si clicca sul pulsante per far venir dentro la testa della penna,la molla ritorna in posizione di riposo,cioè come era prima che la si comprimesse.
Conclusioni:
Da questa esperienza possiamo dire che la forza applicata ad una molla è direttamente proporzionale all’allungamento che subisce. Infine possiamo concludere dicendo che l’ esperienza è riuscita,perché quanto detto prima è in accordo con la legge di Hooke.
Grafici:
1. Abbiamo disegnato un grafico cartesiano rappresentante la costanti di elasticità della molla 1 e 2
2. Abbiamo messo nell’asse delle ascisse la variazione di lunghezza (∆ l),mentre nell’asse della ordinate la forza peso (P)
3. Infine abbiamo estrapolato le 2 serie di punti

P(N)
∆ l (m)
1

2
0,098
0,027
3
0,196
0,056
4
0,294
0,085
5
0,392
0,113
6
0,490
0,142

P(N)
∆ l (m)
1

2
0,098
0,031
3
0,196
0,062
4
0,294
0,091
5
0,392
0,121
6
0,490
0,153

MOLLA1 MOLLA 2

1
Laboratorio di Fisica/Chimica
Esperienza del:
Indicatore
Giudizio
Alunno: Simone Ruggeri

1/02/2006
Contenuti

Classe: 1^ H







Esposizione/

Propr. Ling.

Componenti gruppo di lavoro:


Applicazioni/

Chiarello Jessica,Giordano Taddei,Pasqualini Edoardo,Pancioni Luca
Esempi






Estetica/

Grafica

Votazione:

Titolo: Verifica sperimentale della legge di Hooke
Scopo: Verificare e trovare una relazione tra la forza applicata e la deformazione che essa subisce. Verificare se tra il peso e l’allungamento c’è una proporzionalità diretta.
Materiali: Molla con spire grandi,Molla con spire piccole(ravvicinate),Catetometro,Asta di sostegno per molle,Metro flessibile,Porta pesi,Pesetti
NOME DELLO
STRUMENTO
GRANDEZZA
MISURATA
SENSIBILITA'
CAMPO DI
MISURA
Metro flessibile
lunghezza
0,001 m
0,000 m ÷ 2,000 m
Catetometro
lunghezza
0,001 m
0,000 m ÷ 0,800 m
Schema:

Asta di sostegno Catetometro con cursori Porta pesi

Procedimento: Questa esperienza è stata effettuata utilizzando 2 molle con un diverso limite di elasticità.
Molla 1
1. Abbiamo fissato il primo traguardo del catetometro,in linea con l’estremità inferiore della molla 1 in posizione di riposo.
2. Appendere il porta pesi sulla molla e fissare il secondo cursore sempre in linea con la parte inferiore della molla.
3. Abbiamo misurato la distanza tra un cursore e l’altro con il metro flessibile.
4. Abbiamo ripetuto le stesse operazioni di misura utilizzando le diverse masse e per ognuna di esse abbiamo determinato l’allungamento della molla.
5. Abbiamo calcolato il peso applicato sulla molla con la seguente formula:massa dei pesetti x 9,81 N / Kg.
6. Calcolare la costante di elasticità facendo il rapporto fra il peso e l’allungamento.
Molla 2

1. Caricare la molla con il peso da 50 g in modo da rendere più elastica la molla.
2. Ripetere le stesse operazioni fatte in precedenza con la molla 1.
Dati:
MOLLA 1
DATI
Prova
m(Kg)
li (m)
lf (m)

1
0,000
0,000
0,000
2
0.010
0,341
0,356
3
0,020
0,341
0,372
4
0,030
0,341
0,388
5
0,040
0,341
0,404
6
0,050
0,341
0,420
Legenda:
lf =lunghezza finale
li =lunghezza iniziale

MOLLA 2
DATI
Prova
m(Kg)
li (m)
lf (m)

1
0,000
0,000
0,000
2
0.010
0,396
0,425
3
0,020
0,396
0,454
4
0,030
0,396
0,482
5
0,040
0,396
0,510
6
0,050
0,396
0,542

Elaborazioni:
Calcolo del peso
Legenda:
P = peso
K = costante di elasticità
m = massa
∆ l = allungamento molla
P = m ∙ 9,81 N / Kg
P1 = 0,00 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,000 N
P2 = 0,01 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,098 N
P3 = 0,02 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,196 N
P4 = 0,03 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,294 N
P5 = 0,04 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,392 N
P6 = 0,05 Kg ∙ 9,81 N / Kg = 0,491 N
Calcolo della costante di elasticità Legenda:
m = metro
K (N / m) = P (N) / ∆ l (m)
K1 = 0,000 N / 0,000 m = 0 N / m
K2 = 0,098 N / 0,015 m = 6,53 N / m
K3 = 0,196 N / 0,031 m = 6,32 N / m
K4 = 0,294 N / 0,047 m = 6,25 N / m
K5 = 0,392 N / 0,063 m = 6,22 N / m
K6 = 0,491 N / 0,079 m = 6,21 N / m

MOLLA 1
ELABORAZIONI
Prova
P(N)
∆ l (m)
K (N/m)
1
0,000
0,000±0,001
0,00
2
0,098
0,015±0,001
6,53
3
0,196
0,031±0,001
6,32
4
0,294
0,047±0,001
6,25
5
0,392
0,063±0,001
6,22
6
0,491
0,079±0,001
6,21

MOLLA 2
ELABORAZIONI
Prova
P(N)
∆ l (m)
K (N/m)
1
0,000
0,000±0,001
0,00
2
0,098
0,029±0,001
6,53
3
0,196
0,058±0,001
6,32
4
0,294
0,086±0,001
6,25
5
0,392
0,114±0,001
6,22
6
0,491
0,146±0,001
6,21
Calcolo degli errori
Eass (∆ l) =sensibilità dello strumento = 0,001m
Osservazioni:
Per rendere la molla con spire più ravvicinate, meno rigida le è stato agganciato il peso da 50 g. A questo punto abbiamo considerato la molla scarica.
Il catetometro è uno strumento di misura, in questa esperienza però lo abbiamo utilizzato come appoggio per i cursori. In base al grafico costruito, tra la forza applicata ad una molla e gli allungamenti subiti c’è una proporzionalità diretta, perché interpolando i punti abbiamo ottenuto una semiretta uscente dall’ origine. Possiamo anche osservare che la molla più rigida è la 1 perché il grafico ci dimostra che a parità di forza la molla 1 ho subito un allungamento minore della molla 2.
Sempre prendendo in considerazione il grafico,si può dire che le due semirette ottenute estrapolando i punti non possono essere estrapolate all’infinito perché la molla arriverebbe al suo punto di rottura e quindi di deformazione permanente.
Inoltre si può osservare che la molla la si può allungare anche a mano e quindi applicarle una forza,ma non è possibile calcolarne l’intensità.
Infine si può osservare che ciascuna retta di interpolazione forma con l’asse delle ascisse, 2 angoli,uno più ampio e l’altro meno,più l’angolo è ampio e più la molla è rigida,quindi più l’angolo è piccolo e più la molla è elastica.
Esempi / Confronto con la realtà:
Un esempio che può andar bene con la nostra esperienza è il principio di funzionamento della molla in una penna. Questa funziona così: quando si clicca sul pulsante per far venir fuori la testa della penna,si applica una forza con il dito e quindi la molla si comprime,mentre quando si clicca sul pulsante per far venir dentro la testa della penna,la molla ritorna in posizione di riposo,cioè come era prima che la si comprimesse.
Conclusioni:
Da questa esperienza possiamo dire che la forza applicata ad una molla è direttamente proporzionale all’allungamento che subisce. Infine possiamo concludere dicendo che l’ esperienza è riuscita,perché quanto detto prima è in accordo con la legge di Hooke.
Grafici:
1. Abbiamo disegnato un grafico cartesiano rappresentante la costanti di elasticità della molla 1 e 2
2. Abbiamo messo nell’asse delle ascisse la variazione di lunghezza (∆ l),mentre nell’asse della ordinate la forza peso (P)
3. Infine abbiamo estrapolato le 2 serie di punti

P(N)
∆ l (m)
1

2
0,098
0,027
3
0,196
0,056
4
0,294
0,085
5
0,392
0,113
6
0,490
0,142

P(N)
∆ l (m)
1

2
0,098
0,031
3
0,196
0,062
4
0,294
0,091
5
0,392
0,121
6
0,490
0,153

MOLLA1 MOLLA 2

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