Conservazione dell'energia meccanica

Materie:	Altro
Categoria:	Fisica
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Data:	28.02.2007
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RELAZIONE DI FISICA.
Studio del principio di conservazione del’energia meccanica
Lo scopo dell’esperimento è quello di dimostrare che l’energia potenziale iniziale di un corpo, che si muove di moto uniformemente accelerato, in un determinato tratto della rotaia è uguale alla sua energia cinetica finale, come affermato dal prinicpio di conservazione dell’energia meccanica.
Richiami teorici:
moto uniformemente accelerato: moto rettilineo in cui la velocità del corpo subisce un’ accelerazione costante. Per accelerazione si intende la rapidità con cui varia la velocità ed è espressa dal rapporto ∆v / ∆t.
velocità media: trattandosi di moto uniformemente accelerato questa è uguale alla media delle velocità, espressa dal rapporto ∆x / ∆t.
Lavoro: ciò che avviene nel momento in cui una forza provoca uno spostamento. Questo può essere definito come il prodotto scalare dei vettori forza e spostamento.
Energia: capacità di un corpo di compiere un lavoro.
Energia cinetica: energia che il corpo ha dal momento che è in moto.
Energia potenziale gravitazionale: detta anche energia di posizione, è quell’energia che un corpo possiede dal momento che si trova ad una determinata altezza dal suolo.
Principio di conservazione dell’energia meccanica:la quantità totale dell’energia meccanica di un sistema resta costante nello svolgimento di un lavoro.
I materiali utilizzati sono:
1. una rotaia graduata e forellata rialazata da una parte di 0.0326 m.
2. un multitimer di cui viene utilizzato solo un display.
3. una slitta.
4. due fotocellule a 0.20 m di distanza l’una dall’altra.
Esecuzione dell’esperimento: si colloca la slitta a 40 cm dall’estremità rialzata della rotaia, trattenuta da un righello; in questa posizione l’energia totale corriponde a quella potenziale (mgh), in quanto quella cinetica è pari a 0 essendo il corpo fermo. Togliendo il righello,la slitta si mette in movimento senza alcun tipo di spinta. Nel momento in cui passa sotto la prima fotocellula, aziona il multitimer, che stopperà passando sotto la seconda; i dati forniti dal multitimer costituiscono l’intervallo di tempo attraverso il quale si calcola la velocità media del corpo (∆x / ∆t) in quel tratto di rotaia. A questo punto siamo in grado di calcolare l’energia cinetica del corpo nell’istante finale. La misurazione con il multitimer viene ripetuta più volte per assicurare l’attendibilità di questa; inoltre l’esperimento viene ripetuto per quattro volte con le stesse modalità, facendo avanzare il punto di partenza della slitta di 0.10m ogni volta.
Lunghezza rotaia
L (m) =
1,43
altezza

H (m) =
0,0326
∆x =
0,20
l
h= H/L * l
∆t
v = ∆x / ∆t
1 / 2 v^2
gh
1,35
0,03
0,26
0,77
0,30
0,30
1,25
0,03
0,27
0,74
0,27
0,28
1,15
0,03
0,29
0,69
0,24
0,26
1,05
0,02
0,30
0,67
0,22
0,24
Come è possibile constatare dai dati raccolti in tabella, per ciascuna misurazione, l’energia potenziale gravitazionale approssimativamente coincide con quella cinetica, rispettando il principio di conservazione dell’energia meccanica, ovvero:
Ei = Ef → Ui=Kf → mgh = ½mv2 → gh = 1/2v2
Cvd