ESPERIMENTO DI FISICA

LE FORZE E IL MOTO: Il piano inclinato

Le motivazioni della nostra scelta Rendendoci conto, che gli argomenti di fisica trattati durante l’anno scolastico si sono dimostrati non facilmente rapportabili alla nostra esperienza di vita quotidiana, nonostante gli sforzi del nostro Professore, abbiamo deciso di realizzare un semplice esperimento.

Il piano inclinato Ci siamo occupati del piano inclinato, e precisamente dello spostamento di un corpo posto su di una rampa, unito per mezzo di un filo (di peso trascurabile), grazie ad una carrucola, ad un altro corpo... Nel calcolo delle forze oltre al peso del filo è stato trascurato l’attrito, soprattutto per la mancanza di mezzi tecnici per poterlo calcolare con precisione.

Materiali e strumenti Per la realizzazione del nostro elaborato abbiamo utilizzato materiali comuni, oltre che di facile lavorazione, anche estremamente reperibili: -diversi pannelli di legno; -una carrucola; -un carrello appositamente realizzato; e un comune filo di spago.

e dopo diverse ORE di lavoro... m1 carrucola 30° m2

Analizziamo le forze che agiscono nel moto di m1 P1 30°

E adesso arriviamo al sodo Abbiamo posto m1= 2,00 kg e m2= 1,30 kg. Partendo dal peso di entrambi i corpi si possono ricavare l’accelerazione (e quindi la velocità relativamente a un tempo t) e la tensione del filo (T). Ricapitolando m1=2kg a=? M2=1,30kg T=?

Per la risoluzione bisogna utilizzare l’equazione del moto sia per m1 sia per m2 (che sono i due corpi in moto), e stabilire quali siano le forze concordi al moto e quelle antagoniste. Infatti le forze con segno positivo saranno concordi al moto, e quelle con segno negativo saranno antagoniste al moto.

m1 F1-T=m1*a F1 sarà equivalente al peso di m1 moltiplicato per il seno di 30° cioè: F1= m1*g*1/2=1kg.9,8m/s2= 9,8 N. m2 T-m2*g=m2*a QUINDI IL SISTEMA DI QUESTE DUE EQUAZIONI SARÀ: P1*1/2-T=m1*a T-m2*g=m2*a

Adesso passiamo alla risoluzione del sistema P1*1/2-T=m1*a T-m2*g=m2*a P1/2-m2*g=m1*a+m2*a 1-Applichiamo il metodo di riduzione. 2-Una volta risolta questa equazione avremo… 3-Utilizzando la formula precedente e sostituendo alle lettere i valori noti possiamo calcolare a g(m1/2-m2)=(m1+m2)a g(1-1,30)kg (2+1,30)Kg a= =-0,89 m/s*s

Perchè il valore di a è negativo?!? Il valore di a è negativo perché è una forza antagonista rispetto al moto della massa m1…Infatti, come già detto, il carrello tira verso il basso con una forza F pari al suo peso moltiplicato per il seno di 30°. Tutto questo fa intuire che la massa tirante è m2 (1,30kg), infatti il carrello tende a salire.

Adesso passiamo alla tensione del filo 1-Per calcolare il valore della tensione del filo basta ricavare la T da una delle equazioni del sistema. T=P1/2-m1*a m1(g/2-a)=T 2-risolvendo si ha: 3-Adesso occorre solo sostituire le lettere con i valori numerici conosciuti ed eseguire i calcoli. N.B.:in questa fattispecie a viene presa con il proprio segno. T=2kg[4,9-(-0,89)]m/s*s=11,58N

Ecco finalmente le soluzioni m1=2kg m2=1,30kg a=-0,89m/s2 T=11,58N Il carrello riesce a salire la rampa

Speriamo di avervi permesso di comprendere meglio un fenomeno fisico, perché se osservando il nostro elaborato avete solo visto delle assi di legno unite tra loro a formare una “banale rampa” allora il nostro compito sarà risultato superfluo. Ma se avete “scovato” anche voi le leggi fisiche che regolano lo scorrimento del carrello su quell’asse inclinato allora il nostro compito sarà pienamente riuscito.

Un ringraziamento a tutti coloro che ci hanno permesso di sviluppare questo progetto di fisica, in particolare al prof. Piccolo per gli esempi dati da lui alla classe durante le lezioni.

Realizzatori Da sinistra a destra: Alessandro Tritto, Piergianni Pulito, Cosimo Caramia, Pierpaolo Schettini e Leonardo Fedele