SOMMA DI FORZE OBIETTIVO

ESPERIENZA DI LABORATORIO n° 5
TITOLO:
SOMMA DI FORZE
OBIETTIVO:
Verificare che le forze si sommano con il metodo del parallelogramma
FISICA DELL’ESPERIMENTO:
Le forze in fisica si descrivono attraverso i vettori che possono essere
rappresentati graficamente con delle frecce.
Per descrivere una forza è necessario fornirne il modulo (intensità della
forza), la direzione (la retta lungo la quale agisce la forza e lungo la quale
il corpo soggetto alla forza si mette eventualmente in movimento) ed il
verso (l’orientamento della forza). Oltre a queste caratteristiche si indica
anche il punto di applicazione della forza, ovvero il punto in cui la forza
viene applicata.
I vettori sono degli oggetti matematici che si comportano diversamente
dai numeri (non sempre 1 + 1 è uguale a 2!).
Con i vettori è possibile effettuare una serie di operazioni matematiche. In
particolare, per sommare due vettori, e quindi due forze, è possibile
utilizzare il “metodo del parallelogramma” che si basa proprio sulla
costruzione di un parallelogramma a partire dai due vettori di partenza.
Un corpo (che può essere modellizzato come un punto materiale) è in
equilibrio (è fermo e continua a rimanere fermo) quando la forza totale a
cui è soggetto è uguale a 0. Se quindi un corpo è soggetto a tre forze ed
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è in equilibrio significa che la somma totale delle tre forze è uguale a
zero, ovvero che la somma delle prime due è uguale e opposta alla terza
forza
MATERIALI E STRUMENTI:
Foglio A4, nastro carta, rondella metallica, filo da pescatore
STRUMENTO
dinamometri
squadrette
GRANDEZZA
PORTATA
SENSIBILITÀ
Intensità della
forza
lunghezza vettori
SCHEMA DELL’APPARECCHIATURA:
PROCEDIMENTO:
1. Si fissa il foglio A4 sul tavolo da lavoro
2. Si fissano i tre dinamometri facendo in modo che i fili che li collegano
alla rondella metallica siano in tensione e non formino angoli con la
direzione definita dal dinamometro, e la rondella si trovi al centro del
foglio
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3. Si disegna un punto in corrispondenza al centro della rondella sul foglio
4. A partire da questo punto si tracciano le direzioni dei tre fili
5. Si registrano i moduli delle forze indicati dai dinamometri sul foglio A4
6. Si ritirano i dinamometri, i fili e la rondella
7. Si convertono i moduli delle forze in cm (utilizzando l’opportuna
proporzione e il fattore di scala assegnato dall’insegnante) e si
tracciano sul foglio i vettori della lunghezza opportuna
8. Si costruisce, a partire da due dei tre vettori, il parallelogramma e si
traccia il vettore risultante
9. Si misura la lunghezza del vettore risultante
10.
Si converte la lunghezza del vettore in N (utilizzando l’opportuna
proporzione e il fattore di scala assegnato dall’insegnante)
DATI
fs = fattore di scala = … N/cm
F1
(N)
F2
(N)
F3
(N)
F1
(cm)
F2
(cm)
F3
(cm)
R
(cm)
R
(N)
s%
F1 (N) = intensità della forza 1
F2 (N) = intensità della forza 2
F3 (N) = intensità della forza 3
F1 (cm) = lunghezza del vettore che rappresenta la forza 1
F2 (cm) = lunghezza del vettore che rappresenta la forza 2
F3 (cm) = lunghezza del vettore che rappresenta la forza 3
R (cm) = lunghezza del vettore che rappresenta la risultante delle forze 1
e2
R (cm) = intensità della risultante delle forze 1 e 2
s% = scarto percentuale
ELABORAZIONE DATI:
1cm ⋅ F(N )
fs
fs ⋅ F(cm)
1cm : fs = F(cm) : F(N ) ⇒ F(N ) =
1cm
1cm : fs = F(cm) : F(N ) ⇒ F(cm) =
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# F − R(N )
&
scarto% sulla risultante = s% = % 3
⋅100 ( 0 0
F3
$
'
CONCLUSIONI:
Traccia:
1. Che valore hai trovato per lo s%? Se tale valore è inferiore al 10%
cosa significa?
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