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Terzo principio di inerzia
Titolo dell’esperienza
Applicazione del terzo principio della dinamica: urto elastico e urto anelastico
Scopo dell’esperienza
Si dimostra che la quantità di moto finale risulti uguale a zero per il principio di conservazione della quantità di moto per un sistema isolato, poiché, essendo inizialmente le due slitte ferme, le loro velocità risultano nulle e quindi la quantità di moto iniziale è uguale a zero. Le velocità finali delle 2 slitte risultano uguali ma opposti…
Cenni Teorici
Premesso che per sistema isolato si intende un sistema per il quale la risultante della forza esterna E =0, per il principio di conservazione della quantità di moto, si avrà che la quantità di moto del sistema isolato si mantiene costante, cioè quantità di moto iniziale = quantità di moto finale.
Descrizione dell’esperienza (Strumenti , Procedimento)
Questa esperienza si suddivide in 2 fasi: nella prima si dimostra l’urto elastico e nella seconda l’urto anelastico.
Urto elastico
Strumenti utilizzati per l’esperienza: Rotaia a cuscino d’aria, 2 fotocellule, 2 slitte con banderuole larghe 5 cm, un’elastico, 2 forcelle, filo inestensibile, compressore, bilancia elettronica, cronometro collegato alle 2 fotocellule.
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, abbiamo pesato le 2 slitte ricavando le masse che risultano in tutti e 2 i carrelli uguali. Successivamente abbiamo legato le 2 forcelle delle 2 slitte con un elastico e con un filo. Quindi la velocità iniziale delle 2 slitte risulta uguale a zero e la quantità di moto iniziale risulta anche uguale a zero in formula qi = m1i * m 2I + m2i*v2i=o. Dopo abbiamo bruciato il filo ( si brucia il filo perché si evita qualche errore sperimentale che invece può presentarsi se si taglia il filo con le forbici) così le slitte sono andate una a destra e una sinistra e abbiamo annotato il tempo della prima slitta e il tempo della seconda slitta. Sapendo che lo spazio è 0.05 m e conoscendo i due valori del tempo con la formule v =s/t abbiamo calcolato la velocità finale della prima slitta e la velocità finale della seconda slitta. Poi abbiamo calcolato la quantità di moto finale che risulta uguale a zero; in formula qf =m1f*v1f+m2f*v2f=0.
E quindi abbiamo verificato che la quantità di moto iniziale si uguale alla quantità di moto finale qi=qf.
Urto anelastico
Strumenti utilizzati per l’esperienza: Rotaia a cuscino d’aria, 2 fotocellule, 2 slitte con banderuole e in una delle 2 slitte c’è un perno in modo che si possa incastrare con l’altra slitta, compressore, bilancia elettronica, cronometro collegato alle 2 fotocellule.
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, abbiamo pesato le 2 slitte ricavando le masse che risultano in tutti e 2 i carrelli uguali. Abbiamo pesato le 2 fotocellule e annotato il peso della prima, il peso della seconda e il peso di tutti e 2.Successivamente abbiamo spinto il carrello che è passato dalla prima fotocellula e quindi abbiamo ricavato il tempo della prima slitta, successivamente la prima slitta ha urtato la seconda e si è incastrata con quest’ultima passando dalla fotocellula e abbiamo ricavato anche il tempo della prima slitta unita con la seconda. Poi con la formula v=s/t abbiamo calcolato le 2 velocità delle slitte. E infine con la formula qi = m1i * m 2I + m2i*v2i=o e con la formula qf =m1f*v1f+m2f*v2f=0 abbiamo verificato che la quantità di moto iniziale sia uguale alla quantità di moto finale qi=qf.
Elaborazione dei dati (qui inserire eventuali tabelle, grafici , …)
Tabella urto elastico
N
m1 (kg)
m2 (kg)
v1i (m/s)
v2i (m/s)
qi ( kg*m/s)
v1f (m/s)
s (m)
t1 (s)
v2f (m/s)
t2 (s)
qf (kg*m/s)
1
0,395
0,395
0
0
0
0,555556
0,05
0,09
0,5
0,1
0
Tabella urto anelastico
N
m1i (kg)
t1i(s)
s (m)
v1i (m/s)
qi ( kg*m/s)
mf (kg)
t2f (s)
v2f (m/s)
qf= (kg*m/s)
1
0,3814
0,08
0,3
3,75
1.43
0,7628
0,17
1,764706
1.34
Conclusioni
Possiamo concludere dicendo che l’esperienza è andata a buon fine anche se c’è qualche errore sperimentale.
Titolo dell’esperienza
Applicazione del terzo principio della dinamica: urto elastico e urto anelastico
Scopo dell’esperienza
Si dimostra che la quantità di moto finale risulti uguale a zero per il principio di conservazione della quantità di moto per un sistema isolato, poiché, essendo inizialmente le due slitte ferme, le loro velocità risultano nulle e quindi la quantità di moto iniziale è uguale a zero. Le velocità finali delle 2 slitte risultano uguali ma opposti…
Cenni Teorici
Premesso che per sistema isolato si intende un sistema per il quale la risultante della forza esterna E =0, per il principio di conservazione della quantità di moto, si avrà che la quantità di moto del sistema isolato si mantiene costante, cioè quantità di moto iniziale = quantità di moto finale.
Descrizione dell’esperienza (Strumenti , Procedimento)
Questa esperienza si suddivide in 2 fasi: nella prima si dimostra l’urto elastico e nella seconda l’urto anelastico.
Urto elastico
Strumenti utilizzati per l’esperienza: Rotaia a cuscino d’aria, 2 fotocellule, 2 slitte con banderuole larghe 5 cm, un’elastico, 2 forcelle, filo inestensibile, compressore, bilancia elettronica, cronometro collegato alle 2 fotocellule.
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, abbiamo pesato le 2 slitte ricavando le masse che risultano in tutti e 2 i carrelli uguali. Successivamente abbiamo legato le 2 forcelle delle 2 slitte con un elastico e con un filo. Quindi la velocità iniziale delle 2 slitte risulta uguale a zero e la quantità di moto iniziale risulta anche uguale a zero in formula qi = m1i * m 2I + m2i*v2i=o. Dopo abbiamo bruciato il filo ( si brucia il filo perché si evita qualche errore sperimentale che invece può presentarsi se si taglia il filo con le forbici) così le slitte sono andate una a destra e una sinistra e abbiamo annotato il tempo della prima slitta e il tempo della seconda slitta. Sapendo che lo spazio è 0.05 m e conoscendo i due valori del tempo con la formule v =s/t abbiamo calcolato la velocità finale della prima slitta e la velocità finale della seconda slitta. Poi abbiamo calcolato la quantità di moto finale che risulta uguale a zero; in formula qf =m1f*v1f+m2f*v2f=0.
E quindi abbiamo verificato che la quantità di moto iniziale si uguale alla quantità di moto finale qi=qf.
Urto anelastico
Strumenti utilizzati per l’esperienza: Rotaia a cuscino d’aria, 2 fotocellule, 2 slitte con banderuole e in una delle 2 slitte c’è un perno in modo che si possa incastrare con l’altra slitta, compressore, bilancia elettronica, cronometro collegato alle 2 fotocellule.
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, abbiamo pesato le 2 slitte ricavando le masse che risultano in tutti e 2 i carrelli uguali. Abbiamo pesato le 2 fotocellule e annotato il peso della prima, il peso della seconda e il peso di tutti e 2.Successivamente abbiamo spinto il carrello che è passato dalla prima fotocellula e quindi abbiamo ricavato il tempo della prima slitta, successivamente la prima slitta ha urtato la seconda e si è incastrata con quest’ultima passando dalla fotocellula e abbiamo ricavato anche il tempo della prima slitta unita con la seconda. Poi con la formula v=s/t abbiamo calcolato le 2 velocità delle slitte. E infine con la formula qi = m1i * m 2I + m2i*v2i=o e con la formula qf =m1f*v1f+m2f*v2f=0 abbiamo verificato che la quantità di moto iniziale sia uguale alla quantità di moto finale qi=qf.
Elaborazione dei dati (qui inserire eventuali tabelle, grafici , …)
Tabella urto elastico
N
m1 (kg)
m2 (kg)
v1i (m/s)
v2i (m/s)
qi ( kg*m/s)
v1f (m/s)
s (m)
t1 (s)
v2f (m/s)
t2 (s)
qf (kg*m/s)
1
0,395
0,395
0
0
0
0,555556
0,05
0,09
0,5
0,1
0
Tabella urto anelastico
N
m1i (kg)
t1i(s)
s (m)
v1i (m/s)
qi ( kg*m/s)
mf (kg)
t2f (s)
v2f (m/s)
qf= (kg*m/s)
1
0,3814
0,08
0,3
3,75
1.43
0,7628
0,17
1,764706
1.34
Conclusioni
Possiamo concludere dicendo che l’esperienza è andata a buon fine anche se c’è qualche errore sperimentale.
Secondo principio di inerzia
Titolo dell’esperienza
Verifica sperimentale del secondo principio della dinamica
Scopo dell’esperienza
Questa esperienza è suddivisa in 2 fasi:
1) Si dimostra la diretta proporzionalità tra forza e accelerazione e la costante di proporzionalità è la massa del sistema, cioè la somma delle masse della slitta + la somma delle masse che servono a determinare la forza applicata.
2) Si dimostra che forza e accelerazione sono grandezze inversamente proporzionali e la costante di proporzionalità è la forza.
Cenni Teorici
Il secondo principio della dinamica afferma che: Applicando una forza ad un corpo si genera un’accelerazione di modulo direttamente proporzionale alla forza applicata e avente stessa direzione e stesso verso della forza. La costante di proporzionalità è la massa del corpo.
Descrizione dell’esperienza (Strumenti , Procedimento)
Strumenti
Rotaia a cuscino d’aria,2 fotocellule collegate ad un cronometro, un compressore, slitta piccola e grande, un distanziatore, una carrucola alla cui gola c’è un filo inestensibile alla cui estremità è collegato un porta masse con 4 masse da 5 g, bilancia elettronica, 3 masse da 50g.
Procedimento prima fase
Formule
F=m*g m+m =F/a A =2*s/t2
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, eseguiamo 1 prova mettendo nel portamasse una massa da 0.005kg e quindi moltiplicato questo valore x 9.81 ci ricaviamo la forza. Poi pesiamo la slitta e calcoliamo la somma della masse della slitta e delle masse. Successivamente annotiamo il tempo che ha percorso la slitta in uno spazio di 0.30 metri e ci calcoliamo l’accelerazione. Avendo forza e accelerazione abbiamo preso la forza e l’abbiamo divisa per l’accelerazione e abbiamo verificato che la somma delle masse calcolata con la formula m1+m2 sia uguale alla somma delle masse calcolata con la formula F/A. Abbiamo ripetuto l’operazione altre 4 volte aggiungendo nel porta masse sempre una massa da 0.005 kg. Infine abbiamo riportato i dati su un piano cartesiano
Procedimento 2 fase
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, abbiamo inserito nel portamasse un peso pari alla massa di 0.025kg e abbiamo inserito nel perno della slitta un massa da 50g e abbiamo annotato il tempo. Successivamente abbiamo ripetuto l’esperienza altre 4 volte aggiungendo ogni volta nel carrella una massa da 50g. Infine per ogni prova abbiamo calcolato la m*a e l’accellerazione con la formula a= 2s/t2. abbiamo riportato i dati su un piano cartesiano verificando l’inversa proporzionalità tra accelerazione e forza.
Elaborazione dei dati (qui inserire eventuali tabelle, grafici , …)
Secondo principio di inerzia prima fase
N
m (kg)
F (N)
m1 (kg)
m+m (kg)
F/a (kg)
S (m)
t (s)
a (m/s2)
1
0,005
0,05
0,175
0,2
0,2
0,3
1,54
0,25
2
0,010
0,1
0,175
0,2
0,2
0,3
1,08
0,51
3
0,015
0,15
0,175
0,2
0,2
0,3
0,88
0,77
4
0,020
0,2
0,175
0,2
0,2
0,3
0,76
1,04
5
0,025
0,25
0,175
0,2
0,2
0,3
0,68
1,30
SECONDO PRINCIPIO DI INERZIA SECONDA FASE
N
m (kg)
F (N)
M*a (N)
mi (kg)
m (kg)
s (m)
t (s)
a (m/s2)
1
0,025
0,25
0,29
0,401
0,401
0,3
0,91
0,72
2
0,025
0,25
0,26
0,401
0,451
0,3
1,02
0,58
3
0,025
0,25
0,26
0,401
0,501
0,3
1,07
0,52
4
0,025
0,25
0,26
0,401
0,551
0,3
1,13
0,47
GRAFICO DI DIRETTA PROPORZIONALITA’ TRA FORZA E ACCELLERAZIONE
GRAFICO INVERSA PROPORZIONALITA’ TRA ACCELLERAZIONE E FORZA
Conclusioni
possiamo concludere dicendo che l’esperienza è andata a buon fine
Titolo dell’esperienza
Verifica sperimentale del secondo principio della dinamica
Scopo dell’esperienza
Questa esperienza è suddivisa in 2 fasi:
1) Si dimostra la diretta proporzionalità tra forza e accelerazione e la costante di proporzionalità è la massa del sistema, cioè la somma delle masse della slitta + la somma delle masse che servono a determinare la forza applicata.
2) Si dimostra che forza e accelerazione sono grandezze inversamente proporzionali e la costante di proporzionalità è la forza.
Cenni Teorici
Il secondo principio della dinamica afferma che: Applicando una forza ad un corpo si genera un’accelerazione di modulo direttamente proporzionale alla forza applicata e avente stessa direzione e stesso verso della forza. La costante di proporzionalità è la massa del corpo.
Descrizione dell’esperienza (Strumenti , Procedimento)
Strumenti
Rotaia a cuscino d’aria,2 fotocellule collegate ad un cronometro, un compressore, slitta piccola e grande, un distanziatore, una carrucola alla cui gola c’è un filo inestensibile alla cui estremità è collegato un porta masse con 4 masse da 5 g, bilancia elettronica, 3 masse da 50g.
Procedimento prima fase
Formule
F=m*g m+m =F/a A =2*s/t2
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, eseguiamo 1 prova mettendo nel portamasse una massa da 0.005kg e quindi moltiplicato questo valore x 9.81 ci ricaviamo la forza. Poi pesiamo la slitta e calcoliamo la somma della masse della slitta e delle masse. Successivamente annotiamo il tempo che ha percorso la slitta in uno spazio di 0.30 metri e ci calcoliamo l’accelerazione. Avendo forza e accelerazione abbiamo preso la forza e l’abbiamo divisa per l’accelerazione e abbiamo verificato che la somma delle masse calcolata con la formula m1+m2 sia uguale alla somma delle masse calcolata con la formula F/A. Abbiamo ripetuto l’operazione altre 4 volte aggiungendo nel porta masse sempre una massa da 0.005 kg. Infine abbiamo riportato i dati su un piano cartesiano
Procedimento 2 fase
Dopo aver preparato l’apparato sperimentale, abbiamo inserito nel portamasse un peso pari alla massa di 0.025kg e abbiamo inserito nel perno della slitta un massa da 50g e abbiamo annotato il tempo. Successivamente abbiamo ripetuto l’esperienza altre 4 volte aggiungendo ogni volta nel carrella una massa da 50g. Infine per ogni prova abbiamo calcolato la m*a e l’accellerazione con la formula a= 2s/t2. abbiamo riportato i dati su un piano cartesiano verificando l’inversa proporzionalità tra accelerazione e forza.
Elaborazione dei dati (qui inserire eventuali tabelle, grafici , …)
Secondo principio di inerzia prima fase
N
m (kg)
F (N)
m1 (kg)
m+m (kg)
F/a (kg)
S (m)
t (s)
a (m/s2)
1
0,005
0,05
0,175
0,2
0,2
0,3
1,54
0,25
2
0,010
0,1
0,175
0,2
0,2
0,3
1,08
0,51
3
0,015
0,15
0,175
0,2
0,2
0,3
0,88
0,77
4
0,020
0,2
0,175
0,2
0,2
0,3
0,76
1,04
5
0,025
0,25
0,175
0,2
0,2
0,3
0,68
1,30
SECONDO PRINCIPIO DI INERZIA SECONDA FASE
N
m (kg)
F (N)
M*a (N)
mi (kg)
m (kg)
s (m)
t (s)
a (m/s2)
1
0,025
0,25
0,29
0,401
0,401
0,3
0,91
0,72
2
0,025
0,25
0,26
0,401
0,451
0,3
1,02
0,58
3
0,025
0,25
0,26
0,401
0,501
0,3
1,07
0,52
4
0,025
0,25
0,26
0,401
0,551
0,3
1,13
0,47
GRAFICO DI DIRETTA PROPORZIONALITA’ TRA FORZA E ACCELLERAZIONE
GRAFICO INVERSA PROPORZIONALITA’ TRA ACCELLERAZIONE E FORZA
Conclusioni
possiamo concludere dicendo che l’esperienza è andata a buon fine
Il principio di inerzia
Caldarella Franco
Titolo dell’esperienza
Verifica sperimentale del principio di inerzia
Scopo dell’esperienza
Lo scopo dell’esperienza è verificare il principio di inerzia con un’esperienza suddivisa in 2 Fasi.
Cenni Teorici
Il principio di inerzia ha carattere generale è costituisce una della leggi fondamentali della natura, in quanto si ritiene che valga in tutto l’universo e per tutti i corpi. Esso afferma che: Un corpo sul quale non agisce alcuna forza, se è fermo, continua a rimanere in quiete, se è in movimento continua a muoversi di moto rettilineo uniforme.
Descrizione dell’esperienza (Strumenti , Procedimento)
Prima fase
1 Esperimento
Strumenti: piano inclinato e un disco eterogeneo ( quest’ultimo è costituito da un disco di legno contenente una massa di piombo che è situata nella periferia del disco e perciò il baricentro non sarà al centro della figura ma in un altro punto).
Procedimento
Abbiamo messo il disco sul piano inclinato ed esso è rimasto in quiete oppure è salito lungo il piano inclinato.
2 esperimento
Strumenti: apparecchiatura formata da un cilindro di legno alla cui estremità è realizzata una concavità sede di una sfera di metallo, l’altra estremità del cilindro invece è fissata su una base di legno e su questa è fissata anche una linguetta di metallo, e poi, abbiamo anche una lamina di metallo.
Procedimento
Mettiamo la lamina di metallo all’estremità del cilindro, poniamo di sopra la sfera e tiriamo con forza la linguetta in modo che possa esercitare una forza solo sulla lamina e non sulla pallina. Abbiamo visto che siccome sulla sfera non agisce alcuna forza essa rimarrà sul cilindro invece la lamina che ha ricevuto una forza cadrà.
3 esperimento
strumenti: apparato sperimentale costituito da una sfera massiccia di ghisa (2 kg) la quale ad un’estremità è attaccato un filo inestensibile con una maniglia, e l’altra estremità è fissata sempre con un filo inestensibile ad un supporto costituito da: una morsa da tavolo, un’asta verticale, un morsetto e un asta orizzontale con gancio.
Procedimento
Tiriamo velocemente la maniglia e noteremo che si spezzerà solo il filo che sta sotto la maniglia perché la forza agisce solo sul filo e non sulla sfera. Invece se tiriamo lentamente, la forza si somma con quella della spera e quindi si spezzerà il filo di sopra.
Elaborazione dei dati (qui inserire eventuali tabelle, grafici , …)
Verifica sperimentale del primo principio della dinamica o principio di inerzia
N
S (cm)
t (s)
v (m/s)
Vm (m/s)
1
0,05
0,37
0,135135
0,138971
2
0,1
0,8
0,125
3
0,15
1,23
0,1875
4
0,2
1,62
0,123457
5
0,25
2,02
0,123762
Grafico diretta proporzionalità tra “S” e “T”
Y =S (cm)
X = t (s)
Grafico sulla velocità che si mantiene costante nel tempo
Y =v (m/s)
X =t (s)
Conclusioni
Possiamo concludere dicendo che l’esperienza è andata a buon fine.
Caldarella Franco
Titolo dell’esperienza
Verifica sperimentale del principio di inerzia
Scopo dell’esperienza
Lo scopo dell’esperienza è verificare il principio di inerzia con un’esperienza suddivisa in 2 Fasi.
Cenni Teorici
Il principio di inerzia ha carattere generale è costituisce una della leggi fondamentali della natura, in quanto si ritiene che valga in tutto l’universo e per tutti i corpi. Esso afferma che: Un corpo sul quale non agisce alcuna forza, se è fermo, continua a rimanere in quiete, se è in movimento continua a muoversi di moto rettilineo uniforme.
Descrizione dell’esperienza (Strumenti , Procedimento)
Prima fase
1 Esperimento
Strumenti: piano inclinato e un disco eterogeneo ( quest’ultimo è costituito da un disco di legno contenente una massa di piombo che è situata nella periferia del disco e perciò il baricentro non sarà al centro della figura ma in un altro punto).
Procedimento
Abbiamo messo il disco sul piano inclinato ed esso è rimasto in quiete oppure è salito lungo il piano inclinato.
2 esperimento
Strumenti: apparecchiatura formata da un cilindro di legno alla cui estremità è realizzata una concavità sede di una sfera di metallo, l’altra estremità del cilindro invece è fissata su una base di legno e su questa è fissata anche una linguetta di metallo, e poi, abbiamo anche una lamina di metallo.
Procedimento
Mettiamo la lamina di metallo all’estremità del cilindro, poniamo di sopra la sfera e tiriamo con forza la linguetta in modo che possa esercitare una forza solo sulla lamina e non sulla pallina. Abbiamo visto che siccome sulla sfera non agisce alcuna forza essa rimarrà sul cilindro invece la lamina che ha ricevuto una forza cadrà.
3 esperimento
strumenti: apparato sperimentale costituito da una sfera massiccia di ghisa (2 kg) la quale ad un’estremità è attaccato un filo inestensibile con una maniglia, e l’altra estremità è fissata sempre con un filo inestensibile ad un supporto costituito da: una morsa da tavolo, un’asta verticale, un morsetto e un asta orizzontale con gancio.
Procedimento
Tiriamo velocemente la maniglia e noteremo che si spezzerà solo il filo che sta sotto la maniglia perché la forza agisce solo sul filo e non sulla sfera. Invece se tiriamo lentamente, la forza si somma con quella della spera e quindi si spezzerà il filo di sopra.
Elaborazione dei dati (qui inserire eventuali tabelle, grafici , …)
Verifica sperimentale del primo principio della dinamica o principio di inerzia
N
S (cm)
t (s)
v (m/s)
Vm (m/s)
1
0,05
0,37
0,135135
0,138971
2
0,1
0,8
0,125
3
0,15
1,23
0,1875
4
0,2
1,62
0,123457
5
0,25
2,02
0,123762
Grafico diretta proporzionalità tra “S” e “T”
Y =S (cm)
X = t (s)
Grafico sulla velocità che si mantiene costante nel tempo
Y =v (m/s)
X =t (s)
Conclusioni
Possiamo concludere dicendo che l’esperienza è andata a buon fine.
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Claudio Baglioni Forum - Un mondo in musica 
SCUOLA: gli aiutini per studenti (tesine) 
