Mixer di esperimenti - Laboratorio di Fisica

Esperimento di fisica
Piano inclinato di Ligurgo e Pignatelli
Occorrente: un tubo, delle biglie, un cronometro, un libro o qualsiasi altra cosa che
faccia spessore , un metro e una bilancia.
Cosa succede: si è pensato di usare
delle biglie che scendono per un tubo
i
nvececheuncar
r
el
l
oper
chél
’
at
t
r
i
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o
volvente influisce meno nel moto rispetto a
quello radente. In primo luogo pesiamo le
duebi
gl
i
eemi
s
ur
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amol
’
al
t
ez
z
ael
a
lunghezza (libro e tubo).
A questo punto iniziamo i nostri calcoli e
abbiamo che:
P1 (Forza peso biglia piccola)= 4g (m1)
P2 (Forza peso biglia grande)=18g
(m2)
L= 0,45m
H=0,035m
Dopo aver calcolato il peso è necessario trovare F1 cioè le forze responsabili del moto
nella biglia piccola e in quella grande. Le
troviamo scomponendo la forza peso.
Successivamente possiamo calcolarci
queste due forze con una proporzione.
Biglia piccola 4g
F1:H=P1:L
Segue che:
F1= HxP1
L
(0,035mX4g):0,45m = 0,31g
0.31gX9,8m/s2 = 3,03N
Per il 2° principio della dinamica, F=mXa. Quindi:
a=F1/m1
3,03N/4g= 0,76 m/s2
Perl
’
equaz
i
oneor
ar
i
a:
s=s0+v0xt+1/2at2
t2=2s/a
t=
1,18s2
= 1,086s
A questo punto verifichiamo i nostri calcoli cronometrando quanto tempo la
pallina impiega per scendere e vedremo che se i risultati non combaciano
almeno ci sarà una differenza minima.
Lo stesso procedimento vale per la biglia grande.
Tabella dati
T
P
l
h
F1 (g)
F1 (N)
a
calcolato
T
cronometrato
4g
0,450m
0,035m
0,311g
3,030N
0,76m/s2
1,086s
~1,08s
18g
0,450m
0,035m
1,400g
13,720N 0,76m/s2
1,086S
~1,08s
Esperimenti
Ambruoso Fighera Gibilisco e Ligurgo
Pressione atmosferica
Definizione: La pressione atmosferica è la pressione presente in qualsiasi punto
dell'atmosfera terrestre. Nella maggior parte dei casi il valore della pressione atmosferica è
equivalente alla pressione idrostatica esercitata dal peso dell'aria presente al di sopra del
punto di misura.
Le aree di bassa pressione hanno sostanzialmente minor massa atmosferica sopra di
esse, viceversa aree di alta pressione hanno una maggior massa atmosferica.
Analogamente, con l'aumentare dell'altitudine, il valore della pressione decresce.
E1:
Occorrente: 1 bicchi
er
e,del
l
’acqua,un cartoncino.
Cosa succede:
Si riempie un bicchiere
d'acqua e si pone sull'imboccatura un cartoncino,
avendo cura di non lasciare aria tra l'acqua e il
cartoncino stesso. Se proviamo a rovesciare il
bicchiere, il cartoncino rimarrà aderente e l'acqua
non si rovescerà.
Spiegazione:
Dato che l'acqua esercita, a
causa della gravità, una forza sul cartoncino verso
il basso, ciò significa che sul cartoncino agisce una
pressione. Tuttavia, poiché né acqua né cartoncino
cadono verso terra, è necessario ammettere l'esistenza sul cartoncino di una pressione
diretta verso l'alto che impedisce all'acqua di cadere verso terra e di intensità maggiore di
quella dovuta al peso dell'acqua. La risultante delle due è senz'altro di intensità tale da
sovrastare la sola pressione atmosferica che agisce sul cartoncino verso l'alto.
E2:
Occorrente: 1 tubo, 2 palloncini.
Cosa succede:
Si gonfiano due
palloncini in modo che uno sia il doppio
del
l
’
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acc
anounoaunaest
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’
al
t
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oal
’
al
tra. Succederà inaspettatamente
che il palloncino più gonfio si gonfia ancora di più a discapito di quello meno gonfio che si
sgonfia ancora di più.
Spiegazione:
La
causa
di
questo
apparente anomalo comportamento dell'aria
compressa nei palloncini é l'elasticità dei
palloncini stessi, che è diversa nei due casi:
nel palloncino piccolo è maggiore che nel palloncino grande (ciò é evidente pensando che
si fa più fatica a gonfiare un palloncino all'inizio che quando é parzialmente gonfio). La
pressione dell'aria interna ai palloncini deve uguagliare la pressione atmosferica esterna
(uguale nei due casi) sommata alla pressione dovuta all'elasticità del palloncino. Ne
consegue che la pressione nel palloncino piccolo é maggiore che nel palloncino grande.
E’bene non essere frettolosi nelle conclusioni, e a non dubitare di una legge fisica solo
perchè sembra in contrasto con l'esperienza: un'analisi più approfondita mostra infatti che
l'aria si sposta correttamente dal contenitore a pressione maggiore al contenitore a
pressione minore finchè si stabilisce l'uguaglianza tra le pressioni nei due contenitori.
Esperimento semi-quantitativo
Ligurgo e Giovinazzi
Momento di una forza
Definizione: Non saprei se sia luce o nebbia;ma per curiosità ho rispolverato il
mio vecchio testo di meccanica, in cui i momenti di forza vengono così definiti:
si definisce "momento di una forza" rispetto ad un punto P, il prodotto dell'intensità
della forza per la distanza dal punto P della retta d'azione della forza stessa,
dove appunto:
M=F.b
il punto P prende il nome di polo, mentre la sua distanza
dalla retta d'azione di F cioè la normale condotta da P su
tale retta si definisce braccio della forza rispetto a P.
Il momento è indice di una tendenza alla rotazione da parte del corpo cui è
applicata la forza, tale rotazione avviene intorno al punto P, e dipende quindi
dalla posizione di esso rispetto alla forza.
Convenzionalmente si attribuisce al
momento il segno positivo se la
rotazione avviene in senso orario e
negativo nel caso opposto.
Due momenti si equilibrano, e
pertanto non producono rotazione
alcuna,quando hanno eguale
valore assoluto e segno opposto.
Se si misurano le forze in Kg e le
lunghezze in metri, il momento
risulterà espresso in Kgm.
Occorrente: 1 asta di ferro
da50cm,un’
al
t
r
ada60cm,unper
noeunabas
edi
f
er
r
o.
Cosa succede: Sul
l
’
as
t
ada50cm s
onos
t
ati praticati dei fori ogni
5 cm e appendiamo tramite un gancetto il peso da un kg a
2u.a.l.(unità arbitrarie di lunghezza) di distanza dal perno e quello da
0,5 kg a 4u.a.l.
Vediamo che si crea una situazione di perfetto equilibrio.
Spiegazione: Si crea una situazione di equilibrio in quanto la
somma dei momenti orari equivale alla somma dei momenti antiorari.
Infatti:
momenti antiorari: 1kgX2u.a.l.=2
momenti orari: 0,5kgX4u.a.l.=2