Relazione di Fisica sulla dinamica

Relazione di Fisica Relazione di Fisica Ivan Meduri 2° B 27/04/05 Verifica sperimentale del secondo principio della dinamica OBIETTIVI: dimostrare sperimentalmente la proporzionalità diretta presente tra forza e accelerazione. STRUMENTI UTILIZZATI: Rotaia a cuscino d'aria Carrellino Dischetti metallici da applicare sul carrellino Carrucola DESCRIZIONE DELL'ESPERIENZA: La validità della seconda legge della dinamica e, soprattutto, la relazione di proporzionalità diretta tra la forza applicata ad un corpo e l'accelerazione da questo acquisita si possono verificare sperimentalmente in laboratorio con una tecnica di misura che consiste sostanzialmente nell'analizzare il moto di un carrello mentre scorre su una rotaia a trascinamento sotto l'azione di forze di intensità variabile. Per rilevare la dipendenza di proporzionalità diretta tra forza e accelerazione, è necessario mantenere rigorosamente costante il valore della massa in moto al variare della forza. Per questo si dovranno collocare fin dall'inizio dell'esperimento sul carrello tutti i dischetti metallici che si utilizzeranno in seguito per modificare il valore della forza traente e trasferirli man mano sul sostegno per creare le forze desiderate. Aumentando di volta in volta lo spazio percorrente del carrello e aggiungendo progressivamente i piccoli pesi, verranno calcolati prima i tempi impiegati per percorrere tale tratto e poi le relative accelerazioni. Alla fine dell'esperimento si avrà un confronto tra i dati ottenuti sperimentalmente e quelli teorici. DISEGNO: SVOLGIMENTO: Tabella riassuntiva dei valori ottenuti: S (cm±0,1cm) 30 40 50 60 m1 (g) t1 (s±0,01s) a1 (cm/s²) = 2S/t² 5 2,63 8,67 5 3,07 8,48 5 3,47 8,3 5 3,83 8,2 m2 t2 a2 10 1,70 20,76 10 2,00 20 10 2,26 19,5 10 2,46 19,8 m3 t3 a3 15 1,35 32,92 15 1,59 31,6 15 1,78 31,5 15 1,95 31,5 m4 t4 a4 20 1,16 44,5 20 1,35 43,8 20 1,52 43,28 20 1,66 43,5 amedia = a1 + a2 + a3 + a4 /4 26,71 25,9 25,6 25,76 Il valore teorico dell'accelerazione si calcola utilizzando la seguente formula: a = mg/M + m Dimostrazione: T = Ma m g - T = Ma mg - Ma = ma mg = (M + m) a a = mg/M + m In questo caso (M + m) rappresenta la massa totale del sistema, equivalente a 425 g. L'accelerazione gravitazionale g, uguale a 9,8 m/s2, deve essere trasformata in cm, per assicurare la piena riuscita dell'esperimento. 9,8 m/s² = 980 cm/s² La media delle masse utilizzate durante la prova è 50 g. Utilizzo la formula precedentemente dimostrata per calcolare l'accelerazione teorica media assumendo come massa, appunto, 50 g. somma delle ateorica = mg/M + m = (50 g)(980 cm/s²)/425 g + 50 g = 103,15 cm/s² ateorica media = 103, 15 cm/s² / 4 = 25,8 cm/s² asperimentale media = 26,71 cm/s² + 25,9 cm/s² + 25,6 cm/s² + 25,76 cm/s² / 4 = 25,9 cm /s² CONCLUSIONE : dopo una serie di misurazioni e di calcoli effettuati, si può facilmente dedurre la riuscita dell'esperimento, poiché l'accelerazione media ottenuta sperimentalmente (25,9 m/s²) si avvicina molto a quella teorica, calcolata