-Relazione Scientifica di Laboratorio-
Titolo: il moto rettilineo uniforme
Relazione n°1
Esperienza: dimostrare il moto rettilineo uniforme attraverso l’utilizzo del carrello su rotaia a cuscino d’aria.
Scopo: Intendiamo dimostrare il moto rettilineo uniforme, ovvero quel moto in cui vengono percorsi spazi uguali in tempi uguali. La conoscenza della distanza percorsa e del tempo impiegato a percorrerla permette di definire la velocità media nell’intervallo di tempo considerato. Infatti, la velocità media (Vm) in un intervallo di tempo ∆t è il rapporto fra la distanza ∆s percorsa nell’intervallo di tempo considerato e l’intervallo di tempo stesso: Vm= ∆s/∆t .
Essendo definita come rapporto fra una distanza e un intervallo di tempo, la velocità si misura, nell’SI, in m/s.

Strumenti e materiali
Per la realizzazione della nostra esperienza di laboratorio abbiamo impiegato i seguenti strumenti:

o La rotaia, uno strumento lungo 2m formato da una sbarra metallica di sezione triangolare sulla cui sommità scorreva un carrello di piccole dimensioni, la cui forza d’attrito è stata ridotta al minimo grazie alla presenza di piccoli fori situati lungo i lati della rotaia, dai quali fuoriusciva aria spinta da una pompa compressore.
o I cronometri, utilizzati per misurare l’intervallo di tempo impiegato dal carrello per percorrere rispettivamente 0,5m, 1m, 1,5m, 2m.
I cronometri di cui ci siamo serviti hanno una sensibilità fino al centesimo di secondo; tuttavia come strumenti di misurazione sono stati impiegati alcuni telefoni cellulari aventi la funzione di cronometro con sensibilità apprezzata fino al decimo di secondo.
o Elastico
o Carta e penna
o Calcolatrice


Il procedimento
Per prima cosa occorre accendere la pompa compressore che spinge l’aria all’interno della rotaia. Per verificare l’effettivo funzionamento della rotaia, proviamo a far muovere il carrello in direzione orizzontale. Il suo moto deve avere inizio dall’estremità della sbarra, dove riceve la spinta necessaria per muoversi mediante un elastico.
A questo punto tutti gli studenti muniti di cronometro devono accordarsi e scegliere che distanza (0,5m, 1m, 1,5m, 2m) percorsa dal carrello ognuno debba misurare.
Uno studente farà partire il carrello, non spingendolo direttamente con la propria forza, bensì ritraendolo e lasciando che sia l’elastico a spingerlo naturalmente. In questo modo le varie misurazioni non saranno influenzate dalla forza applicata dalla mano umana, che può variare di volta in volta e da persona a persona. Gli studenti possono procedere alla misurazione dei rispettivi intervalli di tempo; una particolare attenzione devono prestare coloro che hanno il compito di misurare il tempo percorso in 0,5m, in quanto il carrello percorre questo spazio in pochissimo tempo. Quindi è consigliabile iniziare la misurazione non dal punto di partenza, ma in una delle fasce centrali (ad esempio da 1m a 1,5m o addirittura da 1,5m a 2m).

Elaborazione
Una volta terminate le misurazioni (è preferibile che siano almeno 2 o 3) si riportano i dati in tabelle ben organizzate come questa, che noi abbiamo elaborato nella nostra esperienza di laboratorio:

∆s (m) ∆t (s) Vm= ∆s/∆t
O,5 singole media 0,676 m/s
0,78
0,69 0,74
1 1,55
1,77
1,75 1,69 0,591 m/s
1,5 2,41
2,71 2,56 0,586 m/s
2 3,39
3,33
3,46 3,39 0,589 m/s


Abbiamo riportato il diagramma orario –cioè il grafico spazio/tempo con cui si descrive un moto- relativo alla nostra misurazione. Rappresentando il moto rettilineo uniforme, la velocità (V) è rappresentata dalla pendenza della linea, cioè l’angolo che essa forma con l’asse X.
Legge oraria del moto: S= S1+Vxt

osservazioni e conclusioni
Prima di concludere vogliamo fare un’osservazione su quest’esperienza:
ricordiamo che abbiamo utilizzato anche telefoni cellulari come cronometri, la cui sensibilità apprezza soltanto i decimi di secondo. Come sostenuto dagli scienziati, possiamo scartare una misura se e soltanto se essa non rientra nell’intervallo di tempo di tutte le altre oppure se non è stata misurata come le altre. Quindi talvolta abbiamo notato uno scarto eccessivo rispetto alla media delle altre o una differenza di strumento (come nel caso dei telefoni) e abbiamo scartato tali misure.

In conclusione possiamo dire di avere dimostrato che un punto materiale (il carrello ) si muove di moto rettilineo uniforme se descrive una traiettoria rettilinea a velocità costante.

c.v.d.

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