PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA MECCANICA RACCOLTA DATI E LORO MANIPOLAZIONE SCOPO DELL’ESPERIENZA PRINCIPI TEORICI DISEGNO ed ESPERIMENTO DESCRIZIONE ESPERIENZA E CONCLUSIONI RINGRAZIAMENTI

SCOPO DELL’ESPERIENZA 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

PRINCIPI TEORICI In un sistema ISOLATO, l’energia meccanica si conserva Approfondimenti Teorici: ENERGIA CINETICA (PREMERE IL PULSANTE)

ENERGIA CINETICA 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)

ENERGIA POTENZIALE GRAVITAZIONALE 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 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 Approfondimenti Teorici: ENERGIA MECCANICA PREMERE IL PULSANTE

ENERGIA MECCANICA 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

Carrello con massa M2 su rotaia a Cuscino d’aria Schema Attrezzatura Spazio percorso dal carrello nel tempo ti, misurato dal cronometro, dopo che la massa M1 ha toccato terra Carrello con massa M2 su rotaia a Cuscino d’aria CLOCK si= 10,0 cm   Massa M1 trainante h = 0,935 m ESPERIMENTO IN TEMPO REALE

Esperimento in tempo reale ti = 0,110 s M2 = 0,211 kg si= 10,0 cm M1 = 0,010 kg MENU’ PRINCIPALE

RACCOLTA DATI E LORO MANIPOLAZIONE 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 0,080 1,25 0,18 0,180 0,311 0,132 0,758 0,0922 0,095 1,05 0,182 CALCOLI DELLA PRIMA RIGA

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

DESCRIZIONE ESPERIENZA 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

Eipg sistema + Eic sistema = Efpg sistema + Efc sistema 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: Eim= Efm Eipg sistema + Eic sistema = Efpg sistema + Efc sistema Eipgm2 + Eipgm1+ Eicm2+ Eicm1 = Efpgm2 + Efpgm1+ Efcm2+ Efcm1 quindi m1gh=1/2 (m1+m2)v2 i = configurazione iniziale in cui il sistema è fermo f = configurazione finale un istante prima che il “pesetto” tocchi terra = 0 Si semplificano perché sono uguali in entrambe le configurazioni MENU’ PRICIPALE

LAVORO SVOLTO DA FINE PRESENTAZIONE 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 LUCA MARONCELLI FEDERICO MAESTRI DAVIDE MINUTOLO Classe IID A.S. 2012-2013 Docenti: Prof.ssa Barbara Teodorani - Prof. Luca Bruschi *************************************************************************************************************************************** - 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