Costante elastica di una molla

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
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Data:	19.09.2007
Numero di pagine:	3
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

LA COSTANTE ELASTICA DI UNA MOLLA
OBIETTIVI: Osservare l’ allungamento di una molla a cui è appeso un oggetto
MATERIALE OCCORRENTE: 1 molla(lunghezza a riposo 12 cm);
1 asta con morsetto;
alcune masse campione;
1 supporto per appendere la massa alla molla;
1 metro.
DISEGNO:
PROGETTAZIONE DELL’ ESPERIMENTO: Quando applichiamo una massa campione alla molla, quest’ ultima si allunga, prima oscillando per poi fermarsi. Così il sistema è di nuovo in equilibrio: F peso+ F elastica=0. Quindi P è la forza elastica e l’ intensità della forza peso. Il peso è quindi dovuto alle masse che applichiamo alla molla. Per poter effettuare le misurazioni abbiamo bisogno dell’ attrezzatura necessaria.
• Predisponiamo il materiale occorrente su di un piano, montiamo il sostegno;
• Appendiamo una molla, la fissiamo e misuriamo la lunghezza della molla a riposo in modo che quando applichiamo le masse e misuriamo l’allungamento notiamo se si è deformata;
• Chiamiamo il peso di una massa F, quando applichiamo 2 masse 2F, quando sono 3 3F e così via;
• Ripetiamo la misurazione 3-4 volte e controlliamo se la molla si è deformata;
• Compiliamo una tabella.
ESECUZIONE ESPERIMENTO: Variando il peso applicato alla molla misuriamo l’ allungamento notando la differenza tra la molla prima e dopo l’allungamento. Nell’ eseguire le operazioni sopra descritte dobbiamo tenere gli occhi fissi sulla stessa linea per evitare errori di parallasse e avvicinare il metro alla molla per eseguire le misurazioni. Inoltre quando applichiamo 1 massa la molla è sollecitata da una forza F, quando ne applichiamo 2= 2F, quando ne applichiamo 3= 3F. Ripetiamo le operazioni fino ad ottenere 3-4 coppie di valori. Quando abbiamo finito di eseguire le misurazioni controlliamo che non abbiamo superato il limite di carico e che quindi la molla non si sia deformata rispetto alla sua forma originale. Riportiamo quindi i valori in una tabella..
TABELLA(lunghezza molla 12 cm)
Peso P unità arbitraria F
Allungamento S (mm)
P/S(f/mm)
1F
50
0,02
2F
197
0,01
3F
344
0,008
ANALISI DEI DATI: Calcoliamo poi i rapporti K=P/S, cioè i rapporti fra peso e allungamento, per poi riportarli nell’apposita colonna della tabella. Se i valori di K sono uguali, a meno di errori, vuol dire che l’ allungamento è direttamente proporzionale alla forza applicata P=KS, in modo che nel grafico S,P rappresenta una retta passante per l’ origine. Per ricavare la pendenza della retta K e quindi il coefficiente angolare è necessario: considerare un punto della sua retta abbastanza distante dall’ origine, leggere le coordinate di questo punto, calcolare il rapporto P=KS. Nel nostro caso, però, probabilmente a causa di errori accidentali l’ esperimento è da considerarsi non riuscito, in quanto,come si evince dal grafico la retta non passa per l’ origine, quindi non vi è la proporzionalità diretta tra l’ allungamento e la forza applicata. Abbiamo a questo punto ripetuto l’ esperimento con una seconda molla.
GRAFICO:
II ESPERIMENTO CON MOLLA DA 17 CM
In questo secondo esperimento facciamo esattamente quello che abbiamo fatto nel primo, cambiando pero la molla(lunghezza a riposo 17 cm) e utilizzando 3 masse da 500 g l’ una. Dunque iniziamo col misurare la lunghezza della molla a riposo per poi applicargli le diverse masse per vedere l ‘allungamento. Riportiamo i dati ottenuti in una tabella.

TABELLA:
Peso P unità arbitraria F
Allungamento s(mm)
P/S(mm)
1F
76
0,013
2F
154
0,013
3F
238
0,013
GRAFICO:
ANALISI DEI DATI: Come si evince dal grafico sottostante, questa volta l’esperimento è riuscito in quanto la retta è passante per l’ origine. Tutte le considerazioni fatte sopra nella descrizione del primo esperimento sono valide e uguali per questo, con la differenza, come già detto che in questo si verifica la proporzionalità diretta tra forza applicata e allungamento.