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La Forza Centrifuga

Esperienze di laboratorio


Definizione teorica
La forza centrifuga è una forza apparente a cui ogni corpo è sottoposto quando è messo in rotazione,e causa uno spostamento verso l'esterno

Finalità delle esperienze
Dimostrazione della presenza della forza centrifuga mediante alcuni esperimenti avendo a disposizione una macchina centrifuga che fa roteare vari corpi con diverse velocità.

Prima esperienza
Materiale occorrente: 2 provette A e B, una con dentro acqua e mercurio (naturalmente il mercurio si trova nel fondo della provetta perché essendo un metallo allo stato liquido ha densità e peso maggiore dell’acqua) e l’altra con 2 piombini, un sugherino e un gommino.
Descrizione dell’esperienza: facendo roteare le due provette, mettendole in posizione obliqua, notiamo che se aumentiamo la velocità, i piombini, il sugherino e il gommino, in una provetta, e il mercurio nell’altra, salgono verso l’alto fino ad arrivare all’altra estremità. La forza centrifuga infatti vince la forza peso dei corpi, nella provetta B, il sugherino sale prima perché la forza centrifuga vince la forza peso più facilmente dato che è minore.

Seconda esperienza
Materiale occorrente: 2 sfere A e B di massa diversa legate da una catenella di 18 anellini. La massa della sfera B è ½ della massa della sfera A.
Descrizione dell'esperienza: se le due sfere sono equidistanti dal centro, messe in rotazione notiamo che sulla massa maggiore (cioè A) agisce maggiore forza centrifuga e quindi la sfera B tende a spostarsi verso la sfera A. Per mantenere il sistema in equilibrio, poniamo le due sfere ad una distanza dal centro inversamente proporzionale alla loro massa: infatti dato che gli anellini sono 18 e la sfera B ha una massa uguale a ½ della sfera A, mettiamo la sfera A a distanza 6 anellini (6x2=12) e la sfera B a distanza 12 anellini (12x1=12). Si può inoltre notare che se posizioniamo la sfera A a distanza 16 anellini dal centro trascina dalla sua parte la sfera B, ma se mettiamo quest’ultima a distanza 16 anellini, dato che ha massa minore, riesce solo per qualche piccolo valore (di spazio) a trascinare la sfera maggiore.

Terza esperienza
Materiale occorrente: una sfera di metallo collegata ad un dinamometro che ci fornisce il valore della forza centrifuga.

Descrizione dell'esperienza: se facciamo roteare la sfera collegata ad un dinamometro, possiamo ricavare i valori della forza centrifuga, dato che nel dinamometro è presente un perno che indica il valore più alto raggiunto dalla forza centrifuga.

Quarta esperienza
Materiale occorrente: due corpi m1 e m2 di masse diverse (m1>m2) posti perpendicolarmente (m2 orizzontalmente e m1 verticalmente) e comunicanti tra loro tramite una catenella.
Descrizione dell'esperienza: essendo m1 e m2 collegati tra loro, quando agisce una forza centrifuga, m riesce tramite la forza centrifuga a far sollevare si solleva anche se è di massa maggiore rispetto ad m2; invece in condizioni normali è m1 che tira m2, in rotazione m1 è solo soggetta alla forza peso, mentre m2, oltre che alla forza peso, è soggetta anche alla forza centrifuga che gli permette di sollevare m1.

Quinta esperienza
Materiale occorrente: 2 sfere di massa diversa poste su una guida.
Descrizione dell'esperienza: quando mettiamo in rotazione queste due sfere notiamo che per mezzo della forza centrifuga salgono in alto, quella di massa minore arriva più in alto di quella di massa maggiore. Anche in questo caso,ciò avviene perchè la forza centrifuga deve vincere una forza peso più piccola.

Sesta esperienza
Materiale occorrente: sfera ovale pieghevole.

Descrizione dell'esperienza: se mettiamo in movimento una sfera ovale, notiamo che durante il moto di rotazione, sempre per mezzo della forza centrifuga la sfera tende a schiacciarsi. Possiamo dare, tramite questo esperimento una spiegazione al fatto che la terra è schiacciata ai poli, dato che il movimento di rivoluzione provoca una forza centrifuga.

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