Relazione di laboratorio sulla legge di Hooke

Relazione di laboratorio sulla legge di Hooke

Titolo dell’esperimento: La legge di Hooke

Scopo: verificare la legge di Hooke.

Breve premessa teorica: secondo la legge di Hooke(un fisico e un geologo inglese) la forza elastica (F) della molla è direttamente proporzionale al suo allungamento o alla sua compressione (x) e i due vettori hanno versi opposti.

F=-kx (k rappresenta la costante elastica della molla)

Questa legge descrive il comportamento di una molla quando gli allungamenti o le compressioni sono piccole rispetto alla sua lunghezza: con un allungamento eccessivo, la molla reagisce con una forza non proporzionale all’allungamento e può anche deformarsi in modo permanente, perdendo la sua elasticità.

Materiali e/o strumenti utilizzati:
-Asta graduata(sesibilità=0,1cm; portata=)
-molla
-porta pesi (la massa è di 21,83g e il suo allungamento di 1,2 mm)
-4 pesi: il primo e l’ultimo peso hanno una massa di 50,23g, il secondo e il terzo hanno una massa di 39,91g (ciascuno dei pesi ha un errore di ±0,01g, la sensibilità della bilancia).
-bilancia (sensibilità=0,01g; portata=420g)



Fasi operative:
1. Sull’asta graduata posizionare sul gancio la molla, in modo che il suo estremo inferiore coincida con lo 0.
2. Calcolare il peso dei quattro pesi e del porta pesi
3. Mettere sul gancio della molla il porta pesi con il primo peso e ricavare l’allungamento (ci si può aiutare anche con una squadra).
Ripetere il procedimento, aggiungendo di volta in volta un peso.
4. Calcolare la massa totale (data dalla massa dei pesi sommata al porta pesi), la forza (il prodotto della massa con la costante 9,81 m/s²)







-Raccolta ed elaborazione dei dati: tabella

Per semplificare i calcoli al posto di utilizzare la formula Forza-peso:allungamento, utilizzeremo massa:allungamento



Calcoli:
-n. pesi 1:
massa= (0,05023+0,02183)kg ±(0,00001+0,000001)=0,07206 ± 0,00002kg
forza-peso= 0,07206kg·9,81 m/s²=0,7069086N=0,707N
m/allungamento: (72,06:3,6)± (0,07206:3,6)(0,02: 72,06 + 0,1: 3,6)= 20±0,6 g/cm
-n. pesi 2:
massa= (0,05023+0,03991+0,02183)kg ± (0,00001+0,00001+0,00001)=0,11197 ± 0,00003 kg
forza-peso=0,11197·9,81 m/s²=1,09851399N=1,10N
m/allungamento: (111,97:5,8)± (111,97:5,8) (0,03:111,97+0,1:5,8)= 19±0,2g/cm

-n. pesi 3:
massa=(0,05023+0,03991+0,03991+0,02183)kg ± (0,00001+0,00001+0,00001+0,00001)=0,15188 ± 0,00004 kg
forza-peso=0,15188 ·9,81 m/s²=1,4899428N=1,49N
m/allungamento: (151,88: 8,4)± (151,88: 8,4)(0,04:151,88+ 0,1:8,4)=18±0,19g/cm

-n. pesi 4:
massa=(0,05023+0,03991+0,03991+0,05023+0,02183)kg ± (0,00001+0,00001+0,00001+0,00001+0,00001)=0,20211 ± 0,00005 kg
forza-peso=0,20211 ·9,81 m/s²=1,9826991N=1,98N
m/allungamento: (202,11: 10,8)±(202,11: 10,8)(0,05:202,11+0,1:10,8) =18,7±0,17g/cm



Conclusioni: dato che i risultati sono abbastanza simili, significa che la legge di Hook è valida.

Eventuali osservazioni: i calcoli e in generale le misure non sono del tutto corretti a causa degli errori sistematici (che dipende da diversi fattori come il malfunzionamento degli strumenti) e dagli errori causali (che dipendono da noi, per esempio quando non ci mettiamo in parallasse per rilevare una misura).