Concetti Chiave
- Esperimento volto a studiare l'equilibrio di un'asta rigida attraverso l'applicazione di forze e la loro risultante.
- Materiale necessario include uno stativo, un'asta rigida e dieci masse uguali, mentre lo strumento richiesto è una squadra da disegno.
- L'equilibrio dell'asta è raggiunto quando il prodotto del numero di pesetti per la distanza dal punto di applicazione è uguale su entrambi i lati.
- Le formule dei calcoli includono la somma delle forze applicate e il calcolo dei momenti (M1 e M2) per verificare l'equilibrio.
- Conclusione: due forze parallele ed equiverse hanno una risultante proporzionale alla loro somma e soddisfano la relazione F1×d1=F2×d2.
SCOPO: Ricerca sperimentale delle relazioni tra due forze applicate ad un’asta rigida e la loro risultante.
ELENCO MATERIALI:
• Stativo;
• Asta rigida;
• N° 10 masse uguali ± 50g.
ELENCO STRUMENTI:
• Squadra da disegno, portata 30cm, sensibilità ± 0,01 cm.
MODO DI PROCEDERE:
All’inizio dell’esperienza abbiamo applicato ai due estremi del filo inestensibile un numero uguale di pesetti e abbiamo notato che per far stare in equilibrio l’asta rigida e, affinché quest’ultima non traslasse, abbiamo applicato un numero di pesetti, pari alla somma di quelli applicati prima, nel centro dell’asta, perché il prodotto tra il numero di pesetti e la distanza dall’inizio dell’asta al punto di applicazione doveva essere uguale da entrambe le parti affinché l’asta non ruotasse e rimanesse in equilibrio. Successivamente abbiamo ripetuto le stesse operazioni ma con un numero di pesetti diverso e abbiamo notato che per non far traslare l’asta dovevamo sempre applicare un numero di pesetti pari alla somma degli altri ma li dovevamo posizionare più vicino all’estremo del filo inestensibile cui erano applicati più pesetti affinché l’asta non rotasse e il prodotto della distanza dal punto di applicazione per il numero di pesetti fosse uguale da entrambi le parti.
T.R.D.
F1 F2 d1[cm] Ɛα (d1) [cm] d2[cm] Ɛα (d2)[cm]
2 2 21,5 0,1 21,5 0,1
4 4 21,5 0,1 21,5 0,1
1 2 28,8 0,1 14,4 0,1
1 3 32,2 0,1 10,8 0,1
2 3 25,9 0,1 17,3 0,1
FORMULE CALCOLI E GRAFICI:
Fe = F1 + F2 = 2+2 = 4
Fe = F1 + F2 = 4+4 = 8
Fe = F1 + F2 = 1+2 = 3
Fe = F1 + F2 = 1+3 = 4
Fe = F1 + F2 = 2+3 = 5
M1 = F1 × d1 = 2×21,5 = 43 [cm]
M1 = F1 × d1 = 4×21,5 = 86 [cm]
M1 = F1 × d1 = 1×28,8 = 28,8 [cm]
M1 = F1 × d1 = 1×32,2 = 32,2 [cm]
M1 = F1 × d1 = 2×25,9 = 51,8 [cm]
M2 = F2 × d2 = 2×21,5 = 43 [cm]
M2 = F2 × d2 = 4×21,5 = 86 [cm]
M2 = F2 × d2 = 2×14,4 = 28,8 [cm]
M2 = F2 × d2 = 3×10,8 = 32,4 [cm]
M2 = F2 × d2 = 3×17,3 = 51,9 [cm]
T.E.D.
Fe M1 M2
4 43 43
8 86 86
3 28,8 28,8
4 32,2 32,4
5 51,8 51,9
RISULTATO: F1×d1=F2×d2
CONCLUSIONE:
Due forze parallele ed equiverse hanno una risultante che ha per modulo la somma dei moduli delle due forze. Il punto di applicazione della risultante cade all’interno della retta di congiunzione dei punti di applicazione di F1 e di F2, tale che valga la relazione F1×d1=F2×d2.
Domande da interrogazione
- Qual è lo scopo dell'esperimento descritto nel testo?
- Quali materiali e strumenti sono stati utilizzati nell'esperimento?
- Come si è proceduto per mantenere l'equilibrio dell'asta rigida?
- Qual è la conclusione principale dell'esperimento?
Lo scopo dell'esperimento è la ricerca sperimentale delle relazioni tra due forze applicate ad un’asta rigida e la loro risultante.
Sono stati utilizzati uno stativo, un'asta rigida, 10 masse uguali ± 50g, e una squadra da disegno con portata di 30cm e sensibilità ± 0,01 cm.
Per mantenere l'equilibrio, è stato applicato un numero di pesetti pari alla somma di quelli applicati ai due estremi nel centro dell'asta, in modo che il prodotto tra il numero di pesetti e la distanza fosse uguale da entrambe le parti.
La conclusione principale è che due forze parallele ed equiverse hanno una risultante con modulo pari alla somma dei moduli delle due forze, e il punto di applicazione della risultante soddisfa la relazione F1×d1=F2×d2.
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