/HJJHGL1HZWRQ
>$UJRPHQWL@
'LVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH
Verifica della Legge di Newton
,QILJXUDYLHQHULSRUWDWRORVFKHPDGHOGLVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH/XQJRODJXLGDDFXVFLQRG
DULD*SXzVFRUUHUHLOFDUUHOORGLPDVVDP
SHUHIIHWWRGHOODWUD]LRQHHVHUFLWDWDGDOFRUSRGLPDVVDP 1RQDSSHQDLOFDUUHOORDWWUDYHUVDODEDUULHUDOXPLQRVDFRQWUROODWDGDOODIRWRFHOOXOD
I YLHQHPHVVRLQPRWRLOFRQWDWHPSR&FKHYHUUjDUUHVWDWRTXDQGRLOFDUUHOORDWWUDYHUVHUjODIRWRFHOOXODI 3HUWDQWRPRGLILFDQGR
RSSRUWXQDPHQWHODGLVWDQ]DWUDOHGXHIRWRFHOOXOHVDUjSRVVLELOHVWDELOLUHODGLSHQGHQ]DIXQ]LRQDOHWUDVSD]LRSHUFRUVRHWHPSRLPSLHJDWR
1HZWRQ
/HJJHGL1HZWRQ
>$UJRPHQWL@
7HRULD
)LJXUD
'LVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH
8QFRUSRQRQYLQFRODWRGLPDVVDPVRWWRSRVWRDXQDIRU]D
VXELVFHXQDXQDDFFHOHUD]LRQH WDOHFKH
,QILJXUDYLHQHULSRUWDWRORVFKHPDGHOGLVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH/XQJRODJXLGDDFXVFLQRG
DULD*SXzVFRUUHUHLOFDUUHOORGLPDVVDP
SHUHIIHWWRGHOODWUD]LRQHHVHUFLWDWDGDOFRUSRGLPDVVDP
1RQDSSHQDLOFDUUHOORDWWUDYHUVDODEDUULHUDOXPLQRVDFRQWUROODWDGDOODIRWRFHOOXOD
GRYHVH LQGLFDODSRVL]LRQHGHOFRUSR
I YLHQHPHVVRLQPRWRLOFRQWDWHPSR&FKHYHUUjDUUHVWDWRTXDQGRLOFDUUHOORDWWUDYHUVHUjODIRWRFHOOXODI 3HUWDQWRPRGLILFDQGR
RSSRUWXQDPHQWHODGLVWDQ]DWUDOHGXHIRWRFHOOXOHVDUjSRVVLELOHVWDELOLUHODGLSHQGHQ]DIXQ]LRQDOHWUDVSD]LRSHUFRUVRHWHPSRLPSLHJDWR
6HLQL]LDOPHQWHLOFRUSRqLQTXLHWHHODIRU]DDSSOLFDWDqFRVWDQWHODYHORFLWj DVVXQWDGDOFRUSRDOO
LVWDQWHWVDUjGDWDGD
6HDOO
LVWDQWHW DOJHQHULFRLVWDQWHWODSRVL]LRQH GHOFRUSRVDUj
1HOO
HVSHULPHQWRRJJHWWRGLVWXGLRLOPRWRGHOFRUSRqXQLGLPHQVLRQDOHHODIRU]DHVHUFLWDWDGDOSHVRGLPDVVDP q
GRYHJqO
DFFHOHUD]LRQHGLJUDYLWj
6HODPDVVDWRWDOHGHOFDUUHOORqP LOVLVWHPDFRVWLWXLWRGDOFDUUHOORHGDOODPDVVDP VDUjDFFHOHUDWRLQPDQLHUDWDOHFKH
ZZZILVLFDXQLSJLWaDOGRVDQWXFFLHVSHULHQ]HQHZWRQKWP
/HJJHGL1HZWRQ
>$UJRPHQWL@
'LVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH
Verifica della Legge di Newton
,QILJXUDYLHQHULSRUWDWRORVFKHPDGHOGLVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH/XQJRODJXLGDDFXVFLQRG
DULD*SXzVFRUUHUHLOFDUUHOORGLPDVVDP
SHUHIIHWWRGHOODWUD]LRQHHVHUFLWDWDGDOFRUSRGLPDVVDP 1RQDSSHQDLOFDUUHOORDWWUDYHUVDODEDUULHUDOXPLQRVDFRQWUROODWDGDOODIRWRFHOOXOD
I YLHQHPHVVRLQPRWRLOFRQWDWHPSR&FKHYHUUjDUUHVWDWRTXDQGRLOFDUUHOORDWWUDYHUVHUjODIRWRFHOOXODI 3HUWDQWRPRGLILFDQGR
RSSRUWXQDPHQWHODGLVWDQ]DWUDOHGXHIRWRFHOOXOHVDUjSRVVLELOHVWDELOLUHODGLSHQGHQ]DIXQ]LRQDOHWUDVSD]LRSHUFRUVRHWHPSRLPSLHJDWR
1HZWRQ
/HJJHGL1HZWRQ
>$UJRPHQWL@
7HRULD
)LJXUD
'LVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH
8QFRUSRQRQYLQFRODWRGLPDVVDPVRWWRSRVWRDXQDIRU]D
VXELVFHXQDXQDDFFHOHUD]LRQH WDOHFKH
,QILJXUDYLHQHULSRUWDWRORVFKHPDGHOGLVSRVLWLYRVSHULPHQWDOH/XQJRODJXLGDDFXVFLQRG
DULD*SXzVFRUUHUHLOFDUUHOORGLPDVVDP
SHUHIIHWWRGHOODWUD]LRQHHVHUFLWDWDGDOFRUSRGLPDVVDP
1RQDSSHQDLOFDUUHOORDWWUDYHUVDODEDUULHUDOXPLQRVDFRQWUROODWDGDOODIRWRFHOOXOD
GRYHVH LQGLFDODSRVL]LRQHGHOFRUSR
I YLHQHPHVVRLQPRWRLOFRQWDWHPSR&FKHYHUUjDUUHVWDWRTXDQGRLOFDUUHOORDWWUDYHUVHUjODIRWRFHOOXODI 3HUWDQWRPRGLILFDQGR
RSSRUWXQDPHQWHODGLVWDQ]DWUDOHGXHIRWRFHOOXOHVDUjSRVVLELOHVWDELOLUHODGLSHQGHQ]DIXQ]LRQDOHWUDVSD]LRSHUFRUVRHWHPSRLPSLHJDWR
6HLQL]LDOPHQWHLOFRUSRqLQTXLHWHHODIRU]DDSSOLFDWDqFRVWDQWHODYHORFLWj DVVXQWDGDOFRUSRDOO
LVWDQWHWVDUjGDWDGD
6HDOO
LVWDQWHW DOJHQHULFRLVWDQWHWODSRVL]LRQH GHOFRUSRVDUj
1HOO
HVSHULPHQWRRJJHWWRGLVWXGLRLOPRWRGHOFRUSRqXQLGLPHQVLRQDOHHODIRU]DHVHUFLWDWDGDOSHVRGLPDVVDP q
GRYHJqO
DFFHOHUD]LRQHGLJUDYLWj
6HODPDVVDWRWDOHGHOFDUUHOORqP LOVLVWHPDFRVWLWXLWRGDOFDUUHOORHGDOODPDVVDP VDUjDFFHOHUDWRLQPDQLHUDWDOHFKH
ZZZILVLFDXQLSJLWaDOGRVDQWXFFLHVSHULHQ]HQHZWRQKWP
USR
D VXELVFHXQDXQDDFFHOHUD]LRQH WDOHFKH
HLOFRUSRqLQTXLHWHHODIRU]DDSSOLFDWDqFRVWDQWHODYHORFLWj DVVXQWDGDOFRUSRDOO
LVWDQWHWVDUjGDWDGD
RVL]LRQH GHOFRUSRVDUj
WDqFRVWDQWHODYHORFLWj DVVXQWDGDOFRUSRDOO
LVWDQWHWVDUjGDWDGD
DOJHQHULFRLVWDQWHWODSRVL]LRQH GHOFRUSRVDUj
ODIRU]DDSSOLFDWDqFRVWDQWHODYHORFLWj DVVXQWDGDOFRUSRDOO
LVWDQWHWVDUjGDWDGD
SRqXQLGLPHQVLRQDOHHODIRU]DHVHUFLWDWDGDOSHVRGLPDVVDP q
WRRJJHWWRGLVWXGLRLOPRWRGHOFRUSRqXQLGLPHQVLRQDOHHODIRU]DHVHUFLWDWDGDOSHVRGLPDVVDP
q
(nel nostro caso:
LRQH GHOFRUSRVDUj
forza applicata è il peso della massa m1
1HZWRQ
1HZWRQ
m2 massa del carrello)
VWDQWHWODSRVL]LRQH GHOFRUSRVDUj
FRVWDQWHODYHORFLWj
DVVXQWDGDOFRUSRDOO
LVWDQWHWVDUjGDWDGD
OHUD]LRQHGLJUDYLWj
1HZWRQ
WLWXLWRGDOFDUUHOORHGDOODPDVVDP
DOHGHOFDUUHOORqP LOVLVWHPDFRVWLWXLWRGDOFDUUHOORHGDOODPDVVDP
VDUjDFFHOHUDWRLQPDQLHUDWDOHFKH
VDUjDFFHOHUDWRLQPDQLHUDWDOHFKH
eq. 1
qXQLGLPHQVLRQDOHHODIRU]DHVHUFLWDWDGDOSHVRGLPDVVDP
q
HFDUUHOORVDUjSHUWDQWRGDWDGD
DUUHOORVDUjSHUWDQWRGDWDGD
WaDOGRVDQWXFFLHVSHULHQ]HQHZWRQKWP
RUSRWUDLQDQWHFDUUHOORVDUjSHUWDQWRGDWDGD
KWP
eq. 2
PRWRGHOFRUSRqXQLGLPHQVLRQDOHHODIRU]DHVHUFLWDWDGDOSHVRGLPDVVDP
q
GHOFRUSRVDUj
PSRULVXOWHUj
RULVXOWHUj
Q]LRQHGHOWHPSRULVXOWHUj
LWRGDOFDUUHOORHGDOODPDVVDP VDUjDFFHOHUDWRLQPDQLHUDWDOHFKH
eq. 3
P
DVLVWHPDFRVWLWXLWRGDOFDUUHOORHGDOODPDVVDP VDUjDFFHOHUDWRLQPDQLHUDWDOHFKH
Obiettivi dell'esperienza
HOODPDVVDGHOFDUUHOORP
ODYDOLGLWjGHOO
HTXD]LRQH
1. Verificare, per vari valori della massa del carrello (m2), la validità dell'equazione (1).
TSHUXQGDWRVLVWHPDFRUSRWUDLQDQWHFDUUHOOR
2. Verificare la validità dell' Eq. (3) per un dato sistema corpo trainante-carrello.
3. Verificare, per vari valori della
massa del carrello (m2) e del corpo trainante
(m1) la validità della
HOODPDVVDGHOFDUUHOORP
HGHOFRUSRWUDLQDQWHP
ODYDOLGLWjGHOODVHFRQG
seconda legge della meccanica:
QGHQ]DWUDDFFHOHUD]LRQHHIRU]DVLPDQWHQJDFRVWDQWHODPDVVDWRWDOHFDUUHOOR
RUSRWUDLQDQWH
,/3,$12,1&/,1$72
>$UJRPHQWL@
Piano Inclinato
6XSSRUWRSHUGLQDPRPHWUR
'LQDPRPHWUR1
&DUUHOORVSHULPHQWDOH
0DVVDGDJ
0DVVDGDJ
0DWHULDOHRFFRUUHQWH
%DVHFP
(OHPHQWRGLFRQJLXQ]LRQH
$VWDFP
3$57(35,0$²&RQGL]LRQLGLHTXLOLEULR
0RUVHWWRFLOLQGULFR
,OSLDQRLQFOLQDWRqXQDPDFFKLQDVHPSOLFHFRVWLWXLWDGDXQDVXSHUILFLHSLDQDLQFOLQDWDGLXQDQJRORTX
&DYDOLHUHSHUEDVLFRQIRUR
SLDQRRUL]]RQWDOH
6XSSRUWRSHUGLQDPRPHWUR
'LQDPRPHWUR1
,QDVVHQ]DGLDWWULWRRGLDOWUHIRU]HHVWHUQHXQFRUSRDSSRJJLDWRVXXQSLDQRLQFOLQDWRqVRJJHWWRDOO·D]
&DUUHOORVSHULPHQWDOH
FKHGLSHQGHGDOSHVRGHOFRUSRHFKHWHQGHDIDUORVFHQGHUHOXQJRLOSLDQR3HURWWHQHUHO·HTXLOLEULRRF
0DVVDGDJ
FRUSRXQDIRU]DSRWHQ]DFKHFRQWUDVWLO·D]LRQHGHOODIRU]DSUHFHGHQWHUHVLVWHQ]D
0DVVDGDJ
2ELHWWLYRGLTXHVWRHVSHULPHQWRqVWDELOLUHLOUDSSRUWRWUDODSHQGHQ]DGHOSLDQRHODSRWHQ]DDSSOLFDWD
0217$**,2SUHGLVSRUUHO·DSSDUHFFKLDWXUDFRPHLOOXVWUDWRQHOODILJXUD
3$57(35,0$²&RQGL]LRQLGLHTXLOLEULR
,OSLDQRLQFOLQDWRqXQDPDFFKLQDVHPSOLFHFRVWLWXLWDGDXQDVXSHUILFLHSLDQDLQFOLQDWDGLXQDQJRORTXDOVLDVLULVSHWWRDO
SLDQRRUL]]RQWDOH
,QDVVHQ]DGLDWWULWRRGLDOWUHIRU]HHVWHUQHXQFRUSRDSSRJJLDWRVXXQSLDQRLQFOLQDWRqVRJJHWWRDOO·D]LRQHGLXQDIRU]D
FKHGLSHQGHGDOSHVRGHOFRUSRHFKHWHQGHDIDUORVFHQGHUHOXQJRLOSLDQR3HURWWHQHUHO·HTXLOLEULRRFFRUUHDSSOLFDUHDO
FRUSRXQDIRU]DSRWHQ]DFKHFRQWUDVWLO·D]LRQHGHOODIRU]DSUHFHGHQWHUHVLVWHQ]D
2ELHWWLYRGLTXHVWRHVSHULPHQWRqVWDELOLUHLOUDSSRUWRWUDODSHQGHQ]DGHOSLDQRHODSRWHQ]DDSSOLFDWDDOFRUSR
0217$**,2SUHGLVSRUUHO·DSSDUHFFKLDWXUDFRPHLOOXVWUDWRQHOODILJXUD
PARTE PRIMA – Condizioni di equilibrio
Il piano inclinato è una macchina semplice costituita da una superficie piana inclinata di un angolo
qualsiasi rispetto al piano orizzontale.
In assenza di attrito o di altre forze esterne un corpo appoggiato su un piano inclinato è soggetto
all’azione di una forza, che dipende dal peso del corpo e che tende a farlo scendere lungo il piano.
Per ottenere l’equilibrio occorre applicare al corpo una forza (potenza) che contrasti l’azione della
forza precedente (resistenza).
Obiettivo di questo esperimento è stabilire il rapporto tra la pendenza del piano e la potenza
applicata al corpo.
Si vuole esaminare il rapporto tra il peso del carrello (G) e la forza (F), indicata dal
dinamometro, necessaria per mantenere il carrello in equilibrio sul piano inclinato.
Le variabili da esaminare sono:
i) Massa complessiva del carrello
ii) Pendenza del piano inclinato.
PARTE SECONDA - Scomposizione di una forza.
Nell’esperimento precedente si è visto che un corpo di
peso G, appoggiato su un piano inclinato, viene mantenuto
in equilibrio da una forza F (potenza).
Scopo del presente esperimento è la ricerca di una
spiegazione per quanto osservato nella parte prima
Con un pezzo di funicella legare il carrello senza masse supplementari al dinamometro, poi con un
altro pezzo di funicella legare l’astina del carrello a! secondo dinamometro, che deve essere
azzerato, mantenendolo perpendicolare alla guida.
In funzione del peso totale del carrello e dell’inclinazione del piano inclinato si misurino i valori delle
forze parallela (F//) e perpendicolare (FT).
Per effettuare la misura, si solleva leggermente il secondo dinamometro fino a che il carrello tende a
staccarsi dalla guida. In questa posizione si leggono i valori delle forze indicate dai due strumenti: quella
parallela e quella perpendicolare
Determinazione
La costante di proporzionalità k è detta costante elastica della mol
costituita,
dal diametroelastica
e dal numerodidi una
spire. molla
della
Costante
La costante elastica di una molla può essere determinata
elongazioni !l al variare delle forze applicate. Se all’estremità
verticalmente (come in figura) è appesa una massa m, la forza ap
k !l (legge
di Hooke)
della massa eFla=legge
di Hooke
si riscrive nel seguente modo:
La costante di proporzionalità
k è detta costante elastica della m
eq. 1 - equilibrio statico
mg = k !l = k (l – l0)
costituita, dal diametro e dal numero di spire.
Se la massa
m viene spostata dalla sua posizione di equilibrio di u
La costante elastica di una molla può essere determina
forza di richiamo della molla pari a F’ = -kx che è la risultante tra
l al variare
delle
forze
applicate.
se elongazioni
la massa m !viene
spostata
dalla
posizione
di Se all’estrem
la forza
peso.
verticalmente (come in figura) è appesa una massa m, la forza
equilibrio su questa agirà una forza di richiamo
della massa
e la
leggedidirichiamo
Hooke si della
riscrive
nel seguente
modo:
risultante
della
forza
molla
e
L’equazione del moto sarà del tipo:
della forza
peso:
d 2x
m
mg
=
k !l = k (l – l0)
=
"
kx
2
dt
Se2 la massa
m viene spostata dalla sua posizione di equilibrio d
2
m(dforza
x/dtdiun
)richiamo
=moto
mg -armonico
kx
della molla
pari a F’ = -kx che è la risultante
e descriverà
di periodo
la forza
peso. che M<<m, con M la massa della
(sotto
l’ipotesi
molla)
m del moto sarà del tipo:
L’equazione
T = 2#
d k2 x
m 2 = " kx
dt
In effetti, questa soluzione vale nel caso di molle ideali, ossia d
la forza peso.
L’equazione del moto sarà del tipo:
L’equazione2 del moto sarà del tipo:
d2 x
m d x2 = " kx
2= " kx
dt
m(dm2x/dt
2 ) = mg - kx
dt
moto armonico semplice con periodo
eedescriverà
unmoto
motoarmonico
armonico
di periodo
descriverà un
di periodo
mm
TT == 22## k
k
eq. 2
In effetti, questa soluzione vale nel caso di molle ideali, ossia di molle di massa nulla. Nel caso
Se la massa
della
molla (M)
ècaso
trascurabile
rispetto ad
m, allora:
Inreale,
effetti,
soluzione
valenon
di molle
ossia
di molle di massa nulla.
dettaquesta
M la massa
della molla,
ilnel
periodo
risulterà
pariideali,
a:
reale, detta M la massa della molla, il periodo risulterà pari a:
m+
T = 2#
T = 2#
M
3M
m+
k
eq. 3
3
k
Strumenti e materiale a disposizione
Strumenti
e materiale
disposizione
• Molle
con diversa a
costante
elastica
• Riga millimetrata
•• Molle
con diversa costante elastica
Masse tarate
Cronometro
•• Riga
millimetrata
•
Masse tarate
Scopo dell'esperienza.
Con la presente esperienza si vogliono raggiungere i seguenti obiettivi:
1. verificare la validità della Eq. (1)
2. verificare la validità della Eq. (2) o della Eq. (3)
3. ricavare la costante di elasticità della molla sia impiegando il metodo statico [Eq.
(1)] sia il metodo dinamico [Eq.(2) o Eq. (3)]
Discutere l'influenza degli errori sui risultati finali.
(VSHULHQ]DQ&RQVHUYD]LRQHGHOO
HQHUJLDPHFFDQLFD
Conservazione dell’energia meccanica
GRYH qODYHORFLWjDQJRODUH ODYHORFLWjWUDVOD]LRQDOH O
DFFHOHUD]LRQHGLJUDYLWjH OD
SRVL]LRQH
>$UJRPHQWL@
Il disco di Maxwell è
costituito da un cilindro di
7HRULD
raggio R; coassiali ad esso e
sulle facce opposte del
cilindro di raggio R sono
,OGLVFRGL0D[ZHOOqFRVWLWXLWRGDXQFLOLQGURGLUDJJLR5FRDVVLDOLDGHVVRH
ricavati due cilindretti di
GHOFLOLQGURGLUDJJLR5VRQRULFDYDWLGXHFLOLQGUHWWLGLUDJJLRU6LDPJODP
raggio r. Sia m (519.7 g) la
massa complessiva. 6XLFLOLQGUHWWLODWHUDOLVRQRDYYROWLGXHILOLLQHVWHQVLELOLHGLPDVVDWUDVFXUDELOHDQFRUD
XQVXSSRUWRRUL]]RQWDOHILVVRFKHQRQVOLWWDQRVXOO
DVVHHFKHLQRJQLLVWDQWHJDUDQWLVF
GHOVLVWHPD9)LJXUHH
Sui)LJXUD)LJXUD
cilindretti
laterali sono avvolti due fili inestensibili e di massa trascurabile ancorati
superiormente
ad un supporto orizzontale fisso, che non slittano sull'asse e che in ogni istante
garantiscono l'orizzontalità del sistema. ( V. Figure 1 e 2)
'HWWR,LOPRPHQWRGLLQHU]LDGHOVLVWHPDHVXSSRQHQGRGLSRWHUWUDVFXUDUHJOLDWWULWL
Detto I il momento di inerzia del sistema e supponendo di poter trascurare gli attriti, lasciando
VLVWHPDVRWWRO
D]LRQHGHOODJUDYLWjO
HQHUJLDWRWDOH(ULVXOWDHVVHUHODVRPPDGHOOHHQ
cadere
il sistema sotto l'azione della gravità l'energia totale (E) risulta essere la somma delle
energie
(Ep), traslazionale
(ET) e rotazionale5(ER):
(Spotenziale
WUDVOD]LRQDOH(
7HURWD]LRQDOH(
ZZZILVLFDXQLSJLWaDOGRVDQWXFFLHVSHULHQ]HPD[ZHOOKWP
LDGHOVLVWHPDqFRVWDQWHQHOWHPSRVLGHYHDYHUHFKH
UGDQGRFKH
WLWX]LRQHQHOO
HVSUHVVLRQHSHUO
HQHUJLDVLKD
RSRVRVWLWX]LRQHQHOO
HVSUHVVLRQHSHUO
HQHUJLDVLKD
JLDGHOVLVWHPDqFRVWDQWHQHOWHPSRVLGHYHDYHUHFKH
VRVWLWX]LRQHQHOO
HVSUHVVLRQHSHUO
HQHUJLDVLKD
QGROHYDULDELOLHLQWHJUDQGRWUDW
HW WVLKD
HQHUJLDGHOVLVWHPDqFRVWDQWHQHOWHPSRVLGHYHDYHUHFKH
RLFKpO
HQHUJLDGHOVLVWHPDqFRVWDQWHQHOWHPSRVLGHYHDYHUHFKH
, se E si conserva
QGROHYDULDELOLHLQWHJUDQGRWUDW
HW WVLKD
HSDUDQGROHYDULDELOLHLQWHJUDQGRWUDW HW WVLKD
HTXD]LRQHFKHGjODYHORFLWjWUDW HW WVLRWWLHQHODUHOD]LRQHSHUORVSRVWDPHQWRLQ
KpO
HQHUJLDGHOVLVWHPDqFRVWDQWHQHOWHPSRVLGHYHDYHUHFKH
DFXLVHSDUDQGROHYDULDELOLHLQWHJUDQGRWUDW HW WVLKD
HPSR
GROHHTXD]LRQHFKHGjODYHORFLWjWUDW HW WVLRWWLHQHODUHOD]LRQHSHUORVSRVWDPHQWRLQ
HTXD]LRQHFKHGjODYHORFLWjWUDW HW WVLRWWLHQHODUHOD]LRQHSHUORVSRVWDPHQWRLQ
GHOWHPSR
HPSR
QWHJUDQGROHHTXD]LRQHFKHGjODYHORFLWjWUDW HW WVLRWWLHQHODUHOD]LRQHSHUORVSRVWDPHQWRLQ
XLVHSDUDQGROHYDULDELOLHLQWHJUDQGRWUDW
HW WVLKD
XQ]LRQHGHOWHPSR
Dispositivo sperimentale
Effettuare l'allineamento orizzontale del disco in condizioni di completo
srotolamento. Arrotolare il filo in modo da avere una uguale densità di spire su
entrambi i lati e fare in modo che nel corso dello srotolamento il cilindro non subisca
oscillazioni.
Lo scatto flessibile può essere utilizzato per liberare il disco dalla posizione di
arresto superiore e per avviare contemporaneamente il contatempo. Scopo dell'esperienza.
Un disco cilindrico il cui asse principale di simmetria è arrotolato su due fili viene fatto
muovere nel campo gravitazionale. Si determini:
1. il momento di inerzia del disco.
2. la dipendenza e la interconversione, in funzione del tempo, dell'energia potenziale, dell'energia
traslazionale e dell'energia rotazionale.
Discutere l'influenza degli errori sui risultati finali. Carrucola fissa e carrucola mobile
La carrucola è una macchina semplice costituita da un disco girevole attorno al suo asse di simmetria, nel
cui contorno è praticata una gola per il passaggio di una fune. La carrucola può essere fissa o mobile. E’
fissa, quando la staffa , che sorregge l’asse di rotazione della carrucola, è ancorata ad un supporto rigido; è
mobile, quando la carrcuola è sorretta dalla fune, alla quale e applicata la potenza , mentre la resistenza è
applicata alla staffa della stessa carrucola.
Scopo dell’esperimento: studiare le condizioni di equilibrio nei due casi.
Materiale occorrente 1 Base cm 30 2 Asta cm 25 3 Terminali di gomma 7 Perno con astina 6 Morsetto doppio 10 Piattello portapesi 5 Massa g 50 4 Massa g l0 12 Dinamometro 2 N 8 Carrucola 9 Asta cm 50 11 Filo lungo 70 cm ESPERIMENTO 1: montare la carrucola nello stativo, far passare la funicella nella gola poi
agganciare all’estremità sinistra il piattello portapesi con masse di valore variabile ed
all’estremità destra il dinamometro. Leggere sulla scala dello strumento, per vari valori di
massa aggiunti, i valori della forza di trazione (potenza) e della resistenza.
ESPERIMENTO 2: toglire la carrucola dallo stativo ed agganciare al perno con astina
un’estremità della funicella. Disporre la carrucola, al cui gancio devono essere sospesi il
piattello portapesi e masse di vario valore come rappresentato nella figura. Leggere sulla
scala dello strumento i valori della potenza ed annotarla in una tabella con i corrispondenti
valori della resistenza per i vari carichi:
Paranco
Il paranco semplice è una macchina costituita dall’accoppiamento di una carrucola fissa con una
mobile. Quando si accoppiano n carrucole fisse con n carrucole mobili si ottiene il paranco composto.
Scopo dell’esperimento è studiare le condizioni di equilibrio delle due macchine ed esaminare, se sono
vantaggiose e quanto lo sono.
Elementi occorrenti
1Base cm 30 2 Asta cm 25 3 Terminali di gomma 4 Asta cm 50 5 Morsetto doppio 6 Perno con astina 7 Carrucola mobile doppia 8 Carrucola mobile semplice 9 Carrucola fissa 10 Filo lungo 150 cm 11 Filo lungo 70 cm 12 Asta cm 15 13 Morsetto triplo 14 Supporto per dinamometro 15 Dinamometro 2 N 16 Massa g 50 17 Massa g l0 18 Piattello portapesi MONTAGGIO: predisporre l’apparecchiatura come nella figura 1 per l’esperimento sul paranco
semplice (si utilizzi una carrucola fissa e una mobile); per il paranco composto si faccia riferimento alla
Figura 2 e si utilizzino due carrucole fisse e la carrucola mobile doppia.
Elemento comune nei due montaggi è lo stativo verticale costituito dall’asta da cm 50 sorretta dalla
base di alluminio, resa stabile dall’asta da cm 25 munita dei terminali di gomma. A1l’estremità superiore
dell’asta va montato un morsetto doppio, al quale, tramite un perno con astina verrà montata una
carrucola fissa (per il paranco semplice) ed una coppia di carrucole fisse (per il paranco composto). I
due pezzi di funicella lunghi rispettivamente cm 70 e cm 150 vengono utilizzati per collegare il perno
con astina con le carrucole e con il dinamometro
ESPERIMENTO 1 (Paranco semplice): Fissare al perno con astina un occhiello della funicella lunga cm
70, farla passare nella gola della carrucola mobile (al cui gancio va sospeso il piattello portapesi con una
massa da g 50), poi nella gola della carrucola fissa ed infine agganciare alla sua estremità libera il
dinamometro, azzerato e in posizione rovesciata.
Caricare successivamente la carrucola mobile con varie masse, annotando ogni volta in tabella sia il
valore della resistenza sia il valore della potenza, indicato dal dinamometro:
Massa del carico (g) Resistenza (peso del carico) (N) Potenza (N)
ESPERIMENTO 2 (Paranco composto): montare sul morsetto una seconda carrucola fissa, poi con la
funicella lunga cm 150 sospendere la coppia di carrucole mobili, alla quale va agganciato un carico di g
160 (resistenza =1,6 N).
Leggere sul dinamometro il valore della potenza, quindi ripetere la prova con altri carichi; riportare in
una tabella i valori ottenuti:
Massa del carico (g) Resistenza (peso del carico) (N) Potenza (N)