Laboratorio relazione
Di fisica N°.1
Esercitazione: cinematica
Schema
La guidovia a cuscino d'aria o rotaia a cuscino d'aria è uno strumento di laboratorio utilizzato allo scopo di rendere trascurabile l'attrito tra il corpo e il piano nello studio dei moti rettilineo uniforme o uniformemente accelerato.
Galileo Galilei (Pisa, 15 febbraio 1564 – Arcetri, 8 gennaio 1642) è stato un fisico, filosofo, astronomo e matematico italiano, padre della scienza moderna. Il suo nome è associato ad importanti contributi in dinamica e in astronomia fra cui il perfezionamento del telescopio, che gli permise importanti osservazioni astronomiche, è considerato uno dei padri della fisica e a lui si deve il metodo scientifico.
Fotocellule composte da sorgente luminosa e sensore, nel momento in cui il sensore non rileva la luce (quando si interrompe il fascio luminoso), cioè quando passa il carrello con la bandierina, viene azionato automaticamente il cronometro. Lo stesso succede per il secondo traguardo, che invia invece il segnale di interruzione.
Compressore regolabile collegato alla guidovia: poiché la guidovia è chiusa all’estremità, l’aria emessa dal ventilatore potrà uscire solo dai forellini.
Il cronometro (dal greco chrónos, χρόνος: tempo e métron, μέτρον: misura) è un orologio progettato per avere elevata accuratezza e precisione. L’inizio del tempo viene misurato quando il carrello passa sulla prima fotocellula e la fine del tempo quando passa la seconda fotocellula, con sensitività 0,01s.
La riga graduata è un semplice strumento per la misurazione di lunghezze. Essa è costituita da una barretta in cui è stata tracciata una scala graduata.
Oggetto: Analizzare uno dei moti con cui si possono muovere i corpi.
Data: cognome e nome classe
Mangiacotti 2 Ab
Francescopio
Formule
V = S / T ovvero Velocità = Spazio / Tempo (formula indiretta).
S = spazio (grandezze dirette) attraverso un righello.
T = tempo (grandezze dirette) attraverso il cronometro.
Tabella
N° prove Spazio t [s] t [s] t [s] t medio [s] velocità.
1 2 3
[m] [m/s]
| 1 | 0,30 | 0,55 | 0,65 | 0,56 | 0,56 | 0,54 |
| 2 | 0,60 | 1,11 | 1,09 | 1,10 | 1,10 | 0,55 |
| 3 | 0,90 | 1,61 | 1,63 | 1,62 | 1,62 | 0,56 |
Risultati: velocità: 0,54 m/s 0,55m/s 0,56m/s.
Velocità media: 0,55m/s.
Moto rettilineo: guidovia a cuscino d'aria
In questa prova di laboratorio abbiamo fatto una prova sulla cinematica. La cinematica è quel ramo della meccanica che si occupa di descrivere quantitativamente il moto dei corpi, indipendentemente dalle cause che lo hanno provocato. Le grandezze fisiche che lo caratterizzano sono: il tempo, lo spazio percorso, la velocità, l’accelerazione e l’attrito.
- Il tempo, cioè il tempo impiegato a percorrere un determinato spazio;
- Lo spazio percorso, cioè la distanza tra una fotocellula e un’altra;
- La velocità, cioè il rapporto fra lo spazio e il tempo;
- L’accelerazione, ovvero la variazione della velocità nell’unità di tempo;
L’attrito è una forza che si esercita tra due corpi posti a contatto e che, in generale, si oppone al loro moto reciproco.
Se la velocità è costante, si parla di moto uniforme e si compiono spazi uguali in tempi uguali; se la velocità è variabile e l’accelerazione è costante, si parla di moto uniformemente accelerato. In un moto rettilineo uniformemente accelerato l’accelerazione non cambia col passare del tempo.
Un corpo si muove con moto rettilineo uniforme quando si sposta lungo una retta con velocità costante e non cambia col passare del tempo.
In questa esperienza si usa una rotaia a cuscino d’aria. L’aria, che esce attraverso piccoli buchi presenti su tutta la superficie, crea una sorta di cuscino d’aria (da qui il nome dello strumento) che minimizza l’attrito che, senza questo cuscinetto, creerebbe notevoli problemi allo svolgimento dell’esperienza.
Nella realtà un corpo in movimento tende naturalmente a fermarsi. Ciò è dovuto al fatto che sull’oggetto in moto agisce una forza opposta al movimento che si chiama forza di attrito. Se noi eliminiamo l’attrito, il corpo proseguirà indefinitamente nel suo moto finché una causa esterna (forza) non modificherà tale stato.
Il carrello sulla rotaia è soggetto esclusivamente alla sua forza peso, che viene neutralizzata dalla guidovia. Se ad esso applichiamo un impulso di forza, si metterà in movimento mantenendo la sua velocità.
In questa prova le grandezze misurate (cioè grandezze dirette) sono state lo spazio misurato con il righello (sensibilità = 0,001 m e portata = 20 cm), e il tempo misurato con il cronometro digitale (sensibilità 0,01 s); mentre la grandezza ricavata è stata la velocità con la seguente formula: V = S / T, ovvero Velocità = Spazio / Tempo.
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