SCOPO DELL’ESPERIENZA

PRINCIPI TEORICI DISEGNO ed ESPERIMENTO

RACCOLTA DATI E LORO

MANIPOLAZIONE

DESCRIZIONE ESPERIENZA E CONCLUSIONI

RINGRAZIAMENTI

Determinare l’energia potenziale gravitazionale e l’energia cinetica posseduta

da un carrello, trascinato da un “pesetto”, posto sulla rotaia a cuscino d’aria

MENU’ PRINCIPALE

In un sistema ISOLATO,l’energia meccanica

si conserva

Approfondimenti Teorici: ENERGIA CINETICA(PREMERE IL PULSANTE)

La indichiamo con il simbolo Ec: è l’energia posseduta da un corpo in virtù del fatto che la sua massa (m) è in moto

con velocità V.

La formula per calcolare l’energia cinetica è: Ec= ½ *m*V2

Approfondimenti Teorici: ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE (PREMERE IL PULSANTE)

La indichiamo con il simbolo Epg: è l’energia posseduta da un corpo di massa m in virtù del fatto che si trova in una determinata posizione rispetto ad un livello di riferimento (preso arbitrariamente) nel campo gravitazionale.

La formula per calcolare l’energia potenziale gravitazionale è: Epg=m*g*h

Approfondimenti Teorici: ENERGIA MECCANICA PREMERE IL PULSANTE

M Sabbia

h

Esempio: la massa della sabbia si trova ad un’altezza h rispetto al livello di riferimento assunto come zero dell’energia potenziale gravitazionale

L’energia meccanica di un corpo, indicata col simbolo Em, è data dalla somma di Ec ed Ep (l’Ep può essere di tipo gravitazionale e/o elastico).

La formula per calcolare l’energia meccanica è: Em=Ec+Ep

MENU’ PRINCIPALE

ESPERIMENTO IN TEMPO REALE

Carrello con massa M2 su rotaia a Cuscino d’aria

si= 10,0 cm

Spazio percorso dal carrello nel tempo ti, misurato dal cronometro, dopo che

la massa M1 ha toccato terra

h = 0,935 m

Massa M1

trainante

CLOCK

MENU’ PRINCIPALE

si= 10,0 cmM2 = 0,211 kg

ti = 0,110 s

M1 = 0,010 kg

M1 (kg) M2 (kg) h (m) Ti (s) Si (m) Vi (m/s) Epg (J) Ec (J)

0,010 0,211 0,935 0,110 0,100 0,909 0,092 0,0913

0,020 0,211 0,935 0,080 0,100 1,25 0,18 0,180

0,010 0,311 0,935 0,132 0,100 0,758 0,092 0,0922

0,020 0,311 0,935 0,095 0,100 1,05 0,18 0,182

CALCOLI DELLA PRIMA RIGA

Vi = si/ti = 0,100m/0,311s= 0,909 m/s

Epg = m1*g*h= 0,010kg*9,81m/s2*0,935m= 0,092 J

Ec= ½*(m1+m2)*V2= ½*(0,010+0,211)kg*(0,909)2m2/s2= 0,913 J

MENU’PRINCIPALE

Con un cronometro digitale abbiamo misurato il tempo “istantaneo” impiegato dal carrello per percorrere uno spazio di 10,0 cm appena dopo che il “pesetto” ha toccato terra, quando il sistema si muoverà di moto rettilineo uniforme. In questo modo è possibile calcolare la velocità del sistema un istante prima che il “pesetto” tocchi terra, perché il sistema conserverà questa velocità per il primo principio della dinamica. Sono state effettuate quattro misurazioni variando ogni volta la massa totale del sistema

Abbiamo svolto i calcoli per trovare Vi

Abbiamo svolto i calcoli per trovare Epg

Abbiamo svolto i calcoli per trovare Ec

CONCLUSIONI

L’energia potenziale della massa m1 si è convertita in energia cinetica del sistema infatti, dai calcoli eseguiti, risulta che tali valori sono uguali nell’ambito delle incertezze sperimentali. Ciò conferma che l’energia meccanica del sistema (carrello + “pesetto”) rimane costante durante il moto. Infatti:Ei

m= Efm

Eipg sistema + Ei

c sistema = Efpg sistema + Ef

c sistema

Eipgm2 + Ei

pgm1+ Eicm2+ Ei

cm1 = Efpgm2 + Ef

pgm1+ Efcm2+ Ef

cm1 quindi

m1gh=1/2 (m1+m2)v2

MENU’ PRICIPALE

i = configurazione iniziale in cui il sistema è fermo

f = configurazione finale un istante prima che il “pesetto”

tocchi terra

= 0 = 0 = 0

Si semplificano perché sono uguali in entrambe le configurazioni

LUCA MARONCELLI ( immagini, animazioni, montaggio e rielaborazione

presentazione)

FEDERICO MAESTRI (principi teorici, approfondimenti)

DAVIDE MINUTOLO (tabella raccolta dati e calcoli)

Classe IID A.S. 2012-2013

FINE PRESENTAZIONE ***************************************************************************************************************************************- Lavoro parzialmente rielaborato e corretto dai Docenti mantenendo la grafica e la struttura sviluppata dagli studenti- Gif Animate scaricate liberamente in rete da Google Immagini***************************************************************************************************************************************

LUCA MARONCELLI FEDERICO MAESTRI DAVIDE MINUTOLO

Classe IID A.S. 2012-2013

Docenti: Prof.ssa Barbara Teodorani - Prof. Luca Bruschi