Laboratorio - Quantità di moto

I.T.I.S. “J. TORRIANI” – CREMONA

Laboratorio di Fisica

Allievo: Data: 21.11.2006

Classe: 2ªB LST Esercitazione n° 6

Gruppo: Bencivenga Salvatore,

Cristofoletti Miriam,

Lorenzini Lara,

Lorenzini Marco,

Tomasoni Alice.

Titolo: Quantità di moto

Obiettivi:

1. Descrivere il funzionamento dell’apparecchiatura.

2. Attraverso la verifica sperimentale dell’urto e della conseguente caduta delle biglie, verificare

che negli urti elastici si conservi la quantità di moto.

Richiami teorici:

MECCANICA = ramo della fisica, che studia il movimento dei corpi.

DINAMICA = parte della meccanica che studia il movimento dei corpi, tenendo conto delle cause che

provocano tale movimento.

TEMPO (t) = concetto astratto del quale è possibile misurarne solo gli intervalli.

SPAZIO (s) = porzione di traiettoria, presa in considerazione.

TRAIETTORIA = insieme di punti occupati da un corpo in movimento, istante dopo istante.

PUNTO DI RIFERIMENTO = punto fissato per stabilire il moto effettivo di un corpo (in questa

esperienza era indicato da “O”).

MASSA = quantità di materia contenuta in un corpo; grandezza fisica, espressa come rapporto fra la

forza applicata a un corpo e l'accelerazione che risulta impressa al corpo stesso.

ACCELERAZIONE = rapporto fra la variazione della velocità al variare del tempo.

QUANTITÀ DI MOTO = prodotto fra la massa di un corpo e la velocità col quale si muove.

URTI = scontro fra due corpi; può essere: elastico, quando si conserva la quantità di moto e l’energia

dei corpi che si urtano (senza che si deformino); anelastico, quando la quantità di moto non si conserva,

e l’energia del corpo urtante si disperde.

Strumentazione:

sgabello

pista di lancio: composta da uno scivolo terminante con un tratto orizzontale; sotto lo scivolo è

posizionata una lamina che ha la possibilità di ruotare attorno ad un perno e, quindi, permette

all’operatore di regolare il suo angolo rispetto allo scivolo. All’estremità della lamina è posta una

vite regolabile in altezza.

due biglie di uguale massa e volume.

carta carbone.

metro.

filo a piombo. 1ª PARTE ESPERIMENTO

Modo di operare:

schema:

esaminare la strumentazione usata;

posizionare la pista di lancio sullo sgabello;

posizionare la pallina sulla sommità della pista e

lasciarla scivolare;

la pallina cade sul foglio di carta carbone,

lasciando impressa la sua posizione di arrivo a

terra, sul foglio sottostante;

ripetere la prova più volte;

trovare il punto medio dell’arrivo della sfera;

lasciare pendere il filo a piombo dall’estremità

della pista per individuare la posizione iniziale

della gittata;

misurare la gittata.

descrizione:

Prima di iniziare l’esperienza, abbiamo esaminato la strumentazione utilizzata. Successivamente,

abbiamo rilasciato la pallina dalla sommità dello scivolo, che grazie alla componente della sua

forza peso andrà a posizionarsi alla fine della rampa. Durante questo moto non agisce nessuna

componente orizzontale. L’ultimo tratto della pista è parallelo al terreno, e il corpo è soggetto

anche alla forza della componente orizzontale. Giunta alla fine della pista ha descritto una

parabola, terminata la quale è arrivata sul tavolo, lasciando impressa sui fogli di carta, la sua

posizione finale. Dopo aver effettuato più volte questa operazione, abbiamo individuato la posi-

zione finale media (ed il relativo campo di errore). Con il filo a piombo abbiamo determinato l’ini-

zio della gittata, e prendendolo come punto di riferimento abbiamo misurato la sua lunghezza.

Risultati ottenuti:

la lunghezza della gittata misura = (43,5 ± 0,8) cm

Osservazioni che portano alle conclusioni:

- Nel momento in cui la pallina descriverà la parabola, agiranno due componenti: quella orizzontale, che

si muoverà di moto rettilineo uniforme; e quella verticale, di moto naturalmente accele-rato.

- La presenza di uno spostamento, identifica una quantità di moto.

s = t●V

- Siccome s e V sono direttamente proporzionali

→ s e Q sono direttamente proporzionali

⇒

Q = m●V

- Siccome V e Q sono direttamente proporzionali

→ 2ª PARTE ESPERIMENTO

Modo di operare:

schema:

posizionare la pista di lancio sullo sgabello;

posizionare una pallina sulla sommità della pista e un’altra sulla vite regolabile;

lasciare scivolare la prima pallina lungo lo scivolo;

la prima pallina si scontra con la seconda, che cade sul foglio di carta carbone, lasciando

impressa la sua posizione di arrivo a terra, sul foglio sottostante;

ripetere più volte la prova;

trovare il punto d’arrivo medio;

lasciare pendere il filo a piombo dall’estremità della vite regolabile per individuare la

posizione iniziale della gittata;

misurare la gittata.

descrizione:

Nella seconda parte dell’esperienza, abbiamo utiliz-

zato due sferette. Una è stata posizionata sulla

sommità della pista di lancio, mentre l’altra è stata

appoggiata sulla vite regolabile, in modo da essere

orientata sulla stessa direzione. Successivamente,

abbiamo visto che, lasciando scivolare la prima bi-

glia, questa andava ad urtare la seconda, la quale

tracciava una parabola, finendo il suo percorso sul

piano di lavoro, lasciando impressa sui fogli di car-

ta, la sua posizione finale. Dopo aver effettuato più volte questa operazione, abbiamo individua-

to la posizione finale media (ed il relativo campo di errore). Con il filo a piombo abbiamo deter-

minato l’inizio della gittata, e prendendolo come punto di riferimento abbiamo misurato la sua

lunghezza.

Risultati ottenuti e tabelle:

la lunghezza della gittata misura = (43,5 ± 0,5) cm

Osservazioni che portano alle conclusioni:

- Nel momento in cui la prima sferetta colpisce la seconda (alla fine dello scivolo), avviene un urto ela-

stico CONSERVAZIONE DELLA QUANTITÀ DI MOTO.

⇒

- La misura della gittata di questa seconda parte dell’esperimento, risulta essere uguale a quella prece-

dente. 3ª PARTE ESPERIMENTO

Modo di operare:

schema:

posizionare la pista di lancio sullo sgabello;

posizionare una pallina sulla sommità della pista e

un’altra sulla vite regolabile;

lasciare scivolare la prima pallina lungo lo scivolo;

la prima pallina si scontra con la seconda;

entrambe cadono sul foglio di carta carbone, la-

sciando impressa la loro posizione di arrivo a ter-

ra, sul foglio sottostante;

ripetere più volte la prova;

trovare il punto d’arrivo medio (di entrambe le palline);

lasciare pendere il filo a piombo dall’estremità della vite regolabile per individuare la po-

sizione iniziale della gittata;

fare la somma vettoriale dei due vettori trovati: gittata;

misurare la gittata.

descrizione:

In questa terza parte dell’esperimento, abbiamo avuto bisogno nuovamente di due biglie. Una po-

sizionata sulla sommità dello scivolo, e la seconda appoggiata sulla vite regolabile, in modo da es-

sere orientata in una direzione diversa rispetto a quella della prima. In un secondo momento,

abbiamo visto che la sfera che cadeva dall’apice della pista, andava ad urtare quella sulla vite.

Dopo questo scontro, entrambe le palline cadevano sul foglio di carta carbone, tracciando due

parabole orientate in direzioni differenti, segnando il loro punto d’arrivo sul foglio sottostante.