il moto rettilineo uniforme

Materie:	Altro
Categoria:	Fisica
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Data:	21.07.2005
Numero di pagine:	6
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Relazione di Fisica
Venerdì 04/2/05, presso il laboratorio di fisica della scuola Federico II di Apricena, abbiamo effettuato un’esperienza per constatare la regolarità del moto rettilineo uniforme in mancanza di attrito.
IL MOTO RETTILINEO UNIFORME
Obiettivo: constatare la regolarità del moto rettilineo uniforme
Strumenti e materiali: rotaia a cuscino d’aria.
Per poter effettuare questo esperimento il tecnico ha preparato la rotaia a cuscino d’aria. La rotaia è composta da: due barre cave d’allumino lunghe 2m, una inferiore rettangolare, cui sono attaccati degli appoggi regolabili che servono per portare la rotaia a livello, e una superiore triangolare, la cui superficie è forata; un carrello metallico che scorre sulla rotaia e su cui è posta una piccola lamina metallica sporgente lateralmente posta a 10cm dal bordo del carrello stesso; delle cellule fotoelettriche poste a distanze regolabili, che al passare della lamina metallica bloccavano il cronometro di un contatore digitale; un’elettrocalamita, che serve per bloccare il carrello prima della sua partenza; un compressore, che spinge l’aria attraverso i fori superficiali della barra metallica triangolare. L’aria, uscendo ad alta pressione, solleva il carrello in modo da ridurre l’attrito di questo allo scorrere sulla rotaia. Dopo aver preparato il tutto, il tecnico, con l’aiuto di alcuni alunni, ha regolato le distanze tra le varie cellule fotoelettriche e, in seguito, ha spinto un tasto sul contatore digitale per spegnere l’elettrocalamita e annullare il blocco del carrello. Il carrello a questo punto cominciava a muoversi spinto da un elastico e quando la lamina metallica passava all’interno delle cellule fotoelettriche il tempo utilizzato per percorrere la distanza veniva registrato dal contatore digitale che visualizzava sul display i valori riportati nelle tabelle.
L’esperimento è stato effettuato tre volte e ogni volta sono state realizzate tre rilevazioni rappresentate da t1, t2 e t3 ed è stato calcolato il tempo medio per ogni settore.
Tabella prova 1
SPAZIO (m)
T1 (sec)
t2 (sec)
t3 (sec)
t medio (sec)
v su t medio (m/s)
0,5
3,81
3,60
3,54
3,65
0,14
1,0
6,82
6,34
6,24
6,40
0,16
1,5
8,99
8,63
8,53
8,72
0,17
Calcoli velocità e velocità media prova 1
v1 =∆s/∆t =0.5m/3.65s =0.14m/s
v2 =∆s/∆t =1.0m/6.40s =0.16m/s
v3 =∆s/∆t =1.5m/8.72s =0.17 m/s
vm = ( v1 + v2 + v3 ) / 3 = ( 0.14m/s + 0.16m/s + 0.17m/s ) / 3 = 0.16 m/s
Tabella prova 2
SPAZIO (m)
t1 (sec)
t2 (sec)
t3 (sec)
t medio (sec)
v su t medio (m/s)
0,55
4,37
4,44
3,81
4,21
0,13
1,10
7,45
7,63
6,78
7,29
0,15
1,65
9,95
10,21
9,25
9,80
0,17
Calcoli velocità e velocità media prova 2
v1 = ∆s / ∆t = 0.55m / 4.21s = 0.13 m/s
v2 = ∆s / ∆t = 1.10m / 7.29s = 0.15 m/s
v3 = ∆s / ∆t = 1.65m / 9.80s = 0.17 m/s
vm = ( v1 + v2 + v3 ) / 3 = ( 0.13m/s + 0.15m/s + 0.17m/s ) / 3 = 0.15 m/s
Tabella prova 3
SPAZIO (m)
t1 (sec)
t2 (sec)
t3 (sec)
t medio (sec)
v su t medio (m/s)
0,20
1,81
1,54
1,52
1,62
0,12
0,60
4,43
3,95
3,91
4,10
0,15
1,20
7,58
6,93
6,89
7,13
0,17
Calcoli velocità e velocità media prova 3
v1 = ∆s / ∆t = 0.20m/ 1.62s= 0.12 m/s
v2 = ∆s / ∆t = 0.60m/ 4.10s= 0.15 m/s
v3 = ∆s / ∆t = 1.20m/ 7.13s= 0.17 m/s
vm = ( v1 + v2 + v3 ) / 3 = ( 0.12m/s + 0.15m/s + 0.17m/s )/ 3 = 0.14 m/s
Come si può vedere dai valori della velocità nelle tre tabelle, la velocità, diversamente da quanto si doveva verificare, non si mantiene costante, ma aumenta in modo uniforme o quasi uniforme: questa imperfezione è dovuta al fatto che la rotaia non era perfettamente a livello, quindi si trovava con la parte terminale, cioè quella di arrivo per il carrello, in una posizione più bassa rispetto a quella iniziale e questo dislivello ha fatto si che il carrello prendesse velocità in modo quasi costante, il moto quindi non può essere considerato rettilineo uniforme, cioè quello in cui un corpo percorre distanze uguali in tempi uguali, ma accelerato.
Rappresentando infatti i valori del tempo in ascissa e dello spazio in ordinata
su un grafico cartesiano si ottiene una linea curva e non retta.
Grafico prova 1 Grafico prova 2
Grafico prova 3
Relazione di Fisica
Venerdì 04/2/05, presso il laboratorio di fisica della scuola Federico II di Apricena, abbiamo effettuato un’esperienza per constatare la regolarità del moto rettilineo uniforme in mancanza di attrito.
IL MOTO RETTILINEO UNIFORME
Obiettivo: constatare la regolarità del moto rettilineo uniforme
Strumenti e materiali: rotaia a cuscino d’aria.
Per poter effettuare questo esperimento il tecnico ha preparato la rotaia a cuscino d’aria. La rotaia è composta da: due barre cave d’allumino lunghe 2m, una inferiore rettangolare, cui sono attaccati degli appoggi regolabili che servono per portare la rotaia a livello, e una superiore triangolare, la cui superficie è forata; un carrello metallico che scorre sulla rotaia e su cui è posta una piccola lamina metallica sporgente lateralmente posta a 10cm dal bordo del carrello stesso; delle cellule fotoelettriche poste a distanze regolabili, che al passare della lamina metallica bloccavano il cronometro di un contatore digitale; un’elettrocalamita, che serve per bloccare il carrello prima della sua partenza; un compressore, che spinge l’aria attraverso i fori superficiali della barra metallica triangolare. L’aria, uscendo ad alta pressione, solleva il carrello in modo da ridurre l’attrito di questo allo scorrere sulla rotaia. Dopo aver preparato il tutto, il tecnico, con l’aiuto di alcuni alunni, ha regolato le distanze tra le varie cellule fotoelettriche e, in seguito, ha spinto un tasto sul contatore digitale per spegnere l’elettrocalamita e annullare il blocco del carrello. Il carrello a questo punto cominciava a muoversi spinto da un elastico e quando la lamina metallica passava all’interno delle cellule fotoelettriche il tempo utilizzato per percorrere la distanza veniva registrato dal contatore digitale che visualizzava sul display i valori riportati nelle tabelle.
L’esperimento è stato effettuato tre volte e ogni volta sono state realizzate tre rilevazioni rappresentate da t1, t2 e t3 ed è stato calcolato il tempo medio per ogni settore.
Tabella prova 1
SPAZIO (m)
T1 (sec)
t2 (sec)
t3 (sec)
t medio (sec)
v su t medio (m/s)
0,5
3,81
3,60
3,54
3,65
0,14
1,0
6,82
6,34
6,24
6,40
0,16
1,5
8,99
8,63
8,53
8,72
0,17
Calcoli velocità e velocità media prova 1
v1 =∆s/∆t =0.5m/3.65s =0.14m/s
v2 =∆s/∆t =1.0m/6.40s =0.16m/s
v3 =∆s/∆t =1.5m/8.72s =0.17 m/s
vm = ( v1 + v2 + v3 ) / 3 = ( 0.14m/s + 0.16m/s + 0.17m/s ) / 3 = 0.16 m/s
Tabella prova 2
SPAZIO (m)
t1 (sec)
t2 (sec)
t3 (sec)
t medio (sec)
v su t medio (m/s)
0,55
4,37
4,44
3,81
4,21
0,13
1,10
7,45
7,63
6,78
7,29
0,15
1,65
9,95
10,21
9,25
9,80
0,17
Calcoli velocità e velocità media prova 2
v1 = ∆s / ∆t = 0.55m / 4.21s = 0.13 m/s
v2 = ∆s / ∆t = 1.10m / 7.29s = 0.15 m/s
v3 = ∆s / ∆t = 1.65m / 9.80s = 0.17 m/s
vm = ( v1 + v2 + v3 ) / 3 = ( 0.13m/s + 0.15m/s + 0.17m/s ) / 3 = 0.15 m/s
Tabella prova 3
SPAZIO (m)
t1 (sec)
t2 (sec)
t3 (sec)
t medio (sec)
v su t medio (m/s)
0,20
1,81
1,54
1,52
1,62
0,12
0,60
4,43
3,95
3,91
4,10
0,15
1,20
7,58
6,93
6,89
7,13
0,17
Calcoli velocità e velocità media prova 3
v1 = ∆s / ∆t = 0.20m/ 1.62s= 0.12 m/s
v2 = ∆s / ∆t = 0.60m/ 4.10s= 0.15 m/s
v3 = ∆s / ∆t = 1.20m/ 7.13s= 0.17 m/s
vm = ( v1 + v2 + v3 ) / 3 = ( 0.12m/s + 0.15m/s + 0.17m/s )/ 3 = 0.14 m/s
Come si può vedere dai valori della velocità nelle tre tabelle, la velocità, diversamente da quanto si doveva verificare, non si mantiene costante, ma aumenta in modo uniforme o quasi uniforme: questa imperfezione è dovuta al fatto che la rotaia non era perfettamente a livello, quindi si trovava con la parte terminale, cioè quella di arrivo per il carrello, in una posizione più bassa rispetto a quella iniziale e questo dislivello ha fatto si che il carrello prendesse velocità in modo quasi costante, il moto quindi non può essere considerato rettilineo uniforme, cioè quello in cui un corpo percorre distanze uguali in tempi uguali, ma accelerato.
Rappresentando infatti i valori del tempo in ascissa e dello spazio in ordinata
su un grafico cartesiano si ottiene una linea curva e non retta.
Grafico prova 1 Grafico prova 2
Grafico prova 3