K di una molla - Relazione di Laboratorio

Misura della costante elastica di una molla

Introduzione

Lo scopo della prima esperienza di laboratorio è quello di determinare la costante elastica K di una molla. Per calcolarla si eseguono due esperimenti: il primo sarà condotto in stato statico e il secondo esperimento sarà condotto in stato dinamico.

Strumenti

Le misure sono state effettuate tramite diversi strumenti:

• Bilancia da laboratorio:
  Sensibilità: 0.01g
  Unità di misura: grammo (g)
  Portata: 820g
• Riga di metallo:
  Sensibilità: 0.1cm
  Unità di misura: centimetro (cm)
  Portata: 80cm
• Cronometro:
  Sensibilità: 0.01s
  Unità di misura: secondo (s)
  Portata: 9h 59m 59s

Gli oggetti usati sono stati:

• Rondelle metalliche (x7)
• Molla
• Supporto in plastica
• Asta di sostegno

Preparazione

Come prima cosa si sono numerate le rondelle da 1 a 7 così da poter associare le misurazioni di allungamento e massa alle rondelle corrispondenti. Poi si è passati alla misurazione della massa: si è pesata la massa della molla per cinque volte, successivamente si sono pesate le rondelle insieme al supporto in plastica. Per ogni massa si sono effettuati cinque misurazioni diverse, prima con una rondella (Rondella#1+Supporto) poi con due rondelle (Rondella#1+Rondella#2+Supporto) fino a misurare tutte le rondelle e il supporto insieme. Si sono riportate le misurazioni nel foglio allegato.

Successivamente si è montata la molla sull’asta di sostegno e si è fissata con del nastro adesivo. Si è deciso di fissare la riga di metallo all’asta di sostegno, parallela alla molla e facendo partire lo zero dal punto in cui partiva la molla, così da avere un riferimento fisso e limitare gli errori di misurazione. A questo punto è stato possibile effettuare tutte le misurazioni necessarie per i due esperimenti.

1. Misura statica della costante elastica (k) di una molla

Per misurare la costante elastica (k) di una molla in stato statico si ricorre alla legge di Hooke: F = k · Δx Dove F=Mg ovvero il valore della forza peso che agisce sulla massa M sospesa dalla molla, k è la costante elastica della molla [N/m] e Δx è la variazione di allungamento della molla.

Si misura la lunghezza della molla a riposo per cinque volte e si riportano le misurazioni nella tabella allegata. Si procede misurando l’allungamento della molla per cinque volte prima con la Rondella#1, poi con l’aggiunta della Rondella#2 fino all’aggiunta della settima rondella. Dai valori trovati si calcolano i valori assoluti di massa e allungamento tramite la media aritmetica delle cinque misurazioni.