Le leggi di Newton

Materie:Altro
Categoria:Fisica
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Testo

Crotti Matteo 2a M Data: 29-10-2008
ESPERIENZA N° 4
DINAMICA
Le leggi di Newton
4.1 OBIETTIVI
a) Verifica del 2° principio della dinamica
4.2 MATERIALI UTILIZZATI
Rotaia a cuscino d’aria.
Gli strumenti sono stati utilizzati in comune durante l’esecuzione della prova.
4.2.1 Attrezzatura
- Compressore. - Tubo di gomma. - Rotaia, - 2 Assi di legno. - 2 Morsetti. - Guida di alluminio su cui sono posizionate: - 4 Aste, - 4 Morsetti doppi, - 4 Fotocellule, 4 Cavi. - Carrello con filo e carrucola. - Asta da 1m con piatto, - Cronometro fissato con morsa e asta da tavolo, - 100g per aumentare la massa del carrellino.
4.2.2 Strumenti di misura
• Metro: -Portata 2m -Sensibilità 0.001m
• Cronometro: -Portata 9.999s -Sensibilità 0.001s
• Bilancia tecnica: -Portata g -Sensibilità g
4.3 ESECUZIONE DELL’ESPERIENZA E RACCOLTA DATI
La dinamica è la parte della fisica che studia i moti prodotti su un corpo dopo che una forza ha agito su di esso.
La seconda legge della dinamica dice che: se su un corpo agisce una forza esso si muoverà in modo rettilineo ed accelerato.
Il secondo principio della dinamica definisce qual è la relazione tra una forza e l'effetto che essa produce sul moto di un corpo: in forma matematica si scrive F = m x a, dove F rappresenta la forza, a l'accelerazione acquisita dal corpo ed m, costante di proporzionalità tra le due grandezze, la massa del corpo, se la forza è diversa da zero, il corpo acquista un'accelerazione tanto maggiore quanto più piccola è la sua massa inerziale. Il secondo principio della dinamica permette inoltre di determinare facilmente le dimensioni fisiche della forza: si tratta appunto del prodotto di una massa per un'accelerazione. Il newton, infatti - la sua unità di misura - è definito come l'intensità della forza necessaria a imprimere l'accelerazione di 1 m/s2 a un corpo della massa di 1 Kg quindi 1 N = 1 Kg x m/s².
4.3.1 Assemblaggio dell’attrezzatura e predisposizione degli strumenti di misura
• Fissare l’asta metallica ad una base con i morsetti e i supporti.
• Predisporre gli assi di legno accanto alla guida forata, appoggiare e fissare il cronometro tramite l’asta e la morsa da tavolo.
• Fissare le 4 fotocellule all’asta di legno tramite i supporti e il compressore alla guida forata tramite il tubo di gomma.
• Appoggiare il carrello alla guida forata e collegarlo con un filo, passante per la carrucola, al peso.
• Posizionare la prima fotocellula (0) al punto di partenza per poter poi rilevare il tempo (con le altre tre fotocellule) e lo spazio (con l’utilizzo di un metro).
• A parte, posizionare la bilancia tecnica e preparare i pesini per la seconda prova.

4.3.2 Fasi dell’esperienza
a) Pesare il carrellino e successivamente il peso che lo trascina mediante la bilancia tecnica.
b) Eseguire la prova della rotaia per 2 volte e rilevare il tempo dal cronometro.
c) Caricare il carrellino di 100g ed eseguire di nuovo 2 volte la prova.
d) Inserire i dati in tabella
N
m1
m2
S
t1
t2
mc
ms
g
g
g
m
s
s

1
90,4

30
0,30
0,470
0,469
2
0,60
0,677
0,676
3
0,90
0,838
0,837

100

1
90,4
100
30
0,30
0,627
0,629
2
0,60
0,905
0,907
3
0,90
1,121
1,124
Legenda:
N = numero di tentativi
S = spazio
t1 = primo tempo rilevato
t2 = secondo tempo rilevato
m1 = massa del carrello di cui: mc = massa del carrello vuoto e ms = massa del sovraccarico
m2 = massa del peso che trascina il carrello
g, m, s = unità di misura quali grammi metri e secondi
4.4 ELABORAZIONE DATI E RISULTATI OTTENUTI
Come dice la formula del secondo principio della dinamica cioè che dalla forza del peso diviso la massa di carrello e peso si ricava l’accelerazione (F = a cioè
m
m2 x g ). Noi oltre a calcolare ciò vogliamo fare un confronto con la cinematica, confrontando i risultati dell’accelerazione trovati mediante la formula a = 2S .

Proviamo ora ad eseguire i calcoli mediante due tabelle: La prima utilizzerà le conoscenze della dinamica mentre la seconda della cinematica.
Prova con la formula del 2° principio della dinamica
N
F
m
ā

N
Kg
m/s²

1
0,294
0,12
2,45
2
3

100
0,00
1
0,3
0,22
1,34
2
3
Legenda:
N = numero di tentativi
F = forza
m = massa m1 + m2
ā = accelerazione media
N, Kg, m/ s² = unità di misura quali newton, kilogrammi e metri al secondo quadrato
Prova con la formula della cinematica
N
2S
tm
tm²
a
ā

m
s

m/s²
m/s²

1
0,60
0,470
0,220
2,72
2,64
2
1,20
0,677
0,458
2,62
3
1,80
0,838
0,701
2,57

1
0,60
0,628
0,394
1,52
1,47
2
1,20
0,906
0,821
1,46
3
1,80
1,123
1,260
1,43
Legenda:
N = numero di tentativi
2S = spazio x 2
tm = tempo medio
tm² = tempo medio a quadrato
a = accelerazione
ā = accelerazione media
m, s, m/s² = unità di misura quali metri, secondi e metri al secondo quadrato
4.5 CONCLUSIONI E LIMITI DELL’ESPERIENZA
L’obiettivo prestabilito è stato raggiunto, grazie alle formule della dinamica e della cinematica abbiamo potuto trovare l’accelerazione inoltre si può confermare che la forza e l’accelerazione sono direttamente proporzionali se la massa di uno di essi non varia nel tempo.
Crotti Matteo 2a M Data: 29-10-2008
ESPERIENZA N° 4
DINAMICA
Le leggi di Newton
4.1 OBIETTIVI
a) Verifica del 2° principio della dinamica
4.2 MATERIALI UTILIZZATI
Rotaia a cuscino d’aria.
Gli strumenti sono stati utilizzati in comune durante l’esecuzione della prova.
4.2.1 Attrezzatura
- Compressore. - Tubo di gomma. - Rotaia, - 2 Assi di legno. - 2 Morsetti. - Guida di alluminio su cui sono posizionate: - 4 Aste, - 4 Morsetti doppi, - 4 Fotocellule, 4 Cavi. - Carrello con filo e carrucola. - Asta da 1m con piatto, - Cronometro fissato con morsa e asta da tavolo, - 100g per aumentare la massa del carrellino.
4.2.2 Strumenti di misura
• Metro: -Portata 2m -Sensibilità 0.001m
• Cronometro: -Portata 9.999s -Sensibilità 0.001s
• Bilancia tecnica: -Portata g -Sensibilità g
4.3 ESECUZIONE DELL’ESPERIENZA E RACCOLTA DATI
La dinamica è la parte della fisica che studia i moti prodotti su un corpo dopo che una forza ha agito su di esso.
La seconda legge della dinamica dice che: se su un corpo agisce una forza esso si muoverà in modo rettilineo ed accelerato.
Il secondo principio della dinamica definisce qual è la relazione tra una forza e l'effetto che essa produce sul moto di un corpo: in forma matematica si scrive F = m x a, dove F rappresenta la forza, a l'accelerazione acquisita dal corpo ed m, costante di proporzionalità tra le due grandezze, la massa del corpo, se la forza è diversa da zero, il corpo acquista un'accelerazione tanto maggiore quanto più piccola è la sua massa inerziale. Il secondo principio della dinamica permette inoltre di determinare facilmente le dimensioni fisiche della forza: si tratta appunto del prodotto di una massa per un'accelerazione. Il newton, infatti - la sua unità di misura - è definito come l'intensità della forza necessaria a imprimere l'accelerazione di 1 m/s2 a un corpo della massa di 1 Kg quindi 1 N = 1 Kg x m/s².
4.3.1 Assemblaggio dell’attrezzatura e predisposizione degli strumenti di misura
• Fissare l’asta metallica ad una base con i morsetti e i supporti.
• Predisporre gli assi di legno accanto alla guida forata, appoggiare e fissare il cronometro tramite l’asta e la morsa da tavolo.
• Fissare le 4 fotocellule all’asta di legno tramite i supporti e il compressore alla guida forata tramite il tubo di gomma.
• Appoggiare il carrello alla guida forata e collegarlo con un filo, passante per la carrucola, al peso.
• Posizionare la prima fotocellula (0) al punto di partenza per poter poi rilevare il tempo (con le altre tre fotocellule) e lo spazio (con l’utilizzo di un metro).
• A parte, posizionare la bilancia tecnica e preparare i pesini per la seconda prova.

4.3.2 Fasi dell’esperienza
a) Pesare il carrellino e successivamente il peso che lo trascina mediante la bilancia tecnica.
b) Eseguire la prova della rotaia per 2 volte e rilevare il tempo dal cronometro.
c) Caricare il carrellino di 100g ed eseguire di nuovo 2 volte la prova.
d) Inserire i dati in tabella
N
m1
m2
S
t1
t2
mc
ms
g
g
g
m
s
s

1
90,4

30
0,30
0,470
0,469
2
0,60
0,677
0,676
3
0,90
0,838
0,837

100

1
90,4
100
30
0,30
0,627
0,629
2
0,60
0,905
0,907
3
0,90
1,121
1,124
Legenda:
N = numero di tentativi
S = spazio
t1 = primo tempo rilevato
t2 = secondo tempo rilevato
m1 = massa del carrello di cui: mc = massa del carrello vuoto e ms = massa del sovraccarico
m2 = massa del peso che trascina il carrello
g, m, s = unità di misura quali grammi metri e secondi
4.4 ELABORAZIONE DATI E RISULTATI OTTENUTI
Come dice la formula del secondo principio della dinamica cioè che dalla forza del peso diviso la massa di carrello e peso si ricava l’accelerazione (F = a cioè
m
m2 x g ). Noi oltre a calcolare ciò vogliamo fare un confronto con la cinematica, confrontando i risultati dell’accelerazione trovati mediante la formula a = 2S .

Proviamo ora ad eseguire i calcoli mediante due tabelle: La prima utilizzerà le conoscenze della dinamica mentre la seconda della cinematica.
Prova con la formula del 2° principio della dinamica
N
F
m
ā

N
Kg
m/s²

1
0,294
0,12
2,45
2
3

100
0,00
1
0,3
0,22
1,34
2
3
Legenda:
N = numero di tentativi
F = forza
m = massa m1 + m2
ā = accelerazione media
N, Kg, m/ s² = unità di misura quali newton, kilogrammi e metri al secondo quadrato
Prova con la formula della cinematica
N
2S
tm
tm²
a
ā

m
s

m/s²
m/s²

1
0,60
0,470
0,220
2,72
2,64
2
1,20
0,677
0,458
2,62
3
1,80
0,838
0,701
2,57

1
0,60
0,628
0,394
1,52
1,47
2
1,20
0,906
0,821
1,46
3
1,80
1,123
1,260
1,43
Legenda:
N = numero di tentativi
2S = spazio x 2
tm = tempo medio
tm² = tempo medio a quadrato
a = accelerazione
ā = accelerazione media
m, s, m/s² = unità di misura quali metri, secondi e metri al secondo quadrato
4.5 CONCLUSIONI E LIMITI DELL’ESPERIENZA
L’obiettivo prestabilito è stato raggiunto, grazie alle formule della dinamica e della cinematica abbiamo potuto trovare l’accelerazione inoltre si può confermare che la forza e l’accelerazione sono direttamente proporzionali se la massa di uno di essi non varia nel tempo.

Esempio