Esperimento sulla legge di inerzia

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Categoria:	Ricerche
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Data:	02.07.2001
Numero di pagine:	4
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LA LEGGE DI INERZIA

Scopo: Lo scopo di questo esperimento é quello di verificare se un corpo in assenza di forze, che agiscono su di esso, percorre spazi uguali in tempi uguali e quindi mantiene un moto rettilineo uniforme.
Descrizione: Attraverso una particolare macchina costruita apposta per questo esperimento, abbiamo eliminato se non il 100%, il 99% delle forze che agiscono su questo corpo. Diciamo il 99% perché per verificare che il carrello percorri spazi uguali in tempi uguali, abbiamo, grazie ad una scossa, fatto si che un ago faccia un piccolo segno su una carta molto sensibile e che il carrello sia sollevato dall’asta attraverso dell’aria.
t(s)
S(mm)
S(mm)
V(mm/s)
0.1
3331
3332
330320
0.2
6661
3332
330320
0.3
10011
3432
340320
0.4
13211
3232
320320
0.5
16511
3332
330320
0.6
19811
3332
330320
0.7
23121
3332
330320
0.8
26521
3432
340320
0.9
29721
3232
320320
0.10
33031
3332
330320
0.11
36331
3332
330320
0.12
39631
3332
330320
0.13
42841
3232
320320
0.14
46141
3332
330320
0.15
49441
3332
330320
0.16
52752
3333
330330
0.17
56052
3333
330330
0.18
59352
3333
330330
0.19
62662
3333
330330
0.20
65862
3233
320330
0.21
69262
3433
340330
0.22
72472
3233
320330
0.23
75872
3433
340330
0.24
79172
3333
330330
0.25
82482
3333
330330
0.26
85882
3433
340330
0.27
89082
3233
320330
0.28
92292
3233
320330
0.29
95292
3033
300330
0.30
98892
3633
360330
Nella precedente tabella, abbiamo inserito lo spazio percorso (S), la variazione dello spazio percorso (NS), il tempo (s) e abbiamo calcolato la velocità. La velocità si calcola facendo la differenza fra la variazione dello spazio percorso e la variazione del tempo (in formula: V = S ). Questo ultimo dato ci serve a sapere se il carrello ha
t
mantenuto un moto rettilineo uniforme. Per sapere l’errore della velocità, basta sommare l’errore relativo di mS+l’errore relativo di St (ErV = ErtS+ErSt); non teniamo conto di t(s) perché l’errore non l’abbiamo misurato noi visto che era la macchina che dava le scariche per far segnare all’ago la bruciatura sulla carta sensibile.
Esempio:
V = VS//t 33 x 0.1 = 330 mm/s
ErV = 2 x 330 10 = 20
33 1
Velocità = (330V20)mm/s
Per trovare la velocità media tra ogni punto stampato sulla carta sensibile durante l’esperimento, bisogna prendere tutte le misure trovate e farne una media, dopodiché bisogna trovare lo scarto di ogni singola misura e sommandoli in valore assoluto, troviamo l’errore assoluto della misura media prima calcolata.
M = 330+330+340+320+330+330+330+340+320+330+330+330+320+330+330+
30
+330+330+330+330+320+340+320+340+330+330+340+320+300+360 =
30
= 9880 = 329.3 appr. = 329 mm/s
30
Scarto
330
1x16 = 16
320
-9x7= -63
340
11x5= 55
300
-29
360
31
Media scarti = 16+63+55+29+31= 194 =6.4 appr. = 6
Velocità media del carrello = (329V6)mm/s
Er = 6 = 0.018 mm/s
329
Er% = 0.018 x 100 = 1.8%
Per trovare gli scarti abbiamo semplificato il lavoro moltiplicando ogni misura per il numero delle volte che l’abbiamo trovata.
Discussione finale
Questa relazione ci é servita per convincerci che, secondo quello che diceva la legge di Inerzia o, prima legge della dinamica, un corpo in assenza di forze non equilibrate conserva il proprio stato di moto, cioè se il corpo era fermo rimane fermo altrimenti se é in movimento, continuerà a essere in movimento. Nel nostro caso il corpo aveva tenuto una costante velocità.
Dopo l’esperimento effettuato in classe, il nostro gruppo si é trovato per fare alcuni calcoli; questi calcoli servivano per vedere se l’esperimento era andato a buon fine. Quello che é risultato dai nostri calcoli (pagina precedente) é che abbiamo sbagliato soltanto dell’1.8%, che comunque sarebbe un errore alto per un esperimento del genere. Anche se abbiamo sbagliato di così poco, nel grafico é risultato che pochi punti, pur con il margine di errore, non erano compatibili con la semiretta uscente dagl’assi che avrebbe dovuto contenere tutti i punti. Questo forse é successo perché il carrello ha accennato a diminuire o ad aumentare di velocità; forse é stato questo, perché per fare l’esperimento, si sarebbero dovute annullare tutte le forze, mentre ce ne siamo serviti di una: l’aria. Infatti, per spostare il carrello (vedere figura sotto), abbiamo usato una pompa d’aria per sollevare il carrello quanto basta per poi farlo muovere. Un altro motivo potrebbe riguardare gli aghi che il carrello aveva per farci sapere se la velocità era sempre la stessa e questi avrebbero potuto causare un po’ di attrito.
Ecco qui il disegno di questo esperimento:
asta munita di fori per aria carrello con ago
ostacolo per fermare il carrello filo elettro-calamita
pezzo di carta sensibile

peso(3g) asta messa in bolla
bruciatura
porta peso
gruppo per l’elettricità pompa per l’aria
risultato dell’
esperimento

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