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Esperimento con il moto armonico delle molle

CRISTIANO D'AVINO

Created on March 25, 2023

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Transcript

LE MOLLE IN FISICA

CALCOLO DELLA COSTANTE ELASTICA DELLE MOLLE ATTRAVERSO DUE MODALITÀ DIFFERENTI.

START

The success of these made me further think of improving it for finding the longitude; and the method

Robert Hooke

INDICE

Citazione

Sezione 01

Titolo

Le molle

Sezione 02

Il moto armonico

Le molle statiche

Le molle dinamiche

Video

Sezione 03

Galleria

Raccolta dati

SEZIONE 01

LO STUDIO DELLE MOLLE

LE MOLLE

COSA E COME SI USANO LE MOLLE IN FISICA.

La molla è un corpo elastico che si deforma, cioè si allunga quando è sottoposta a una forza. Quando il peso supera un certo valore critico, detto limite di elasticità, la molla si deforma in modo permanente. Quando cerchiamo di allungare o comprimere una molla, percepiamo una forza che tende a far ritornare la molla nella posizione iniziale. Questa forza, avente direzione uguale ma verso opposto alla forza impressa, si chiama forza elastica. Esiste una relazione tra la forza elastica e il suo allungamento tramite una grandezza chiamata costante elastica. Questa relazione prende il nome di legge di Hooke ed è uguale a F=-kx dove F è la forza elastica espressa in N, k è la costante elastica espressa in N/m, e x è l'allungamento espresso in m.

IL MOTO ARMONICO DI UNA MOLLA

Il moto armonico è definito come la proiezione di un moto circolare su una circonferenza. Anche la forza elastica produce un moto armonico. Infatti, per il secondo principio della dinamica, un corpo attacato ad una molla, se la forza elastica è l'unica forza in azione, sviluppa un accelerazione uguale al rapporto tra la forza elastica e la massa; abbiamo quindi: a=F/m=(-k/m)*s, dove a è l'accelerazione del corpo, m è la massa del corpo, F è la forza elastica, k la costante elastica e s lo spostamento del corpo. Dalla relazione appena citata, abbiamo trovato che a è direttamente proporzionale al vettore s e ha verso opposto rispetto ad s, quindi tutte le proprità che contraddistinguono un moto armonico.

SEZIONE 02

L'ESPERIMENTO IN LABORATORIO

LE MOLLE STATICHE

L'obbiettivo dell'esperimento era determinare le costanti elastiche delle due molle di costanti elastiche diverse. Abbiamo iniziato il nostro esperimento, appendendo le due molle a due sostegni. Abbiamo misurato l'altezza di un piccolo cerchio rosso posto sotto il gancio della molla e il tavolo. In seguito, abbiamo appeso al gancio della molla un portapesetti di massa 10g e abbiamo misurato l'altezza tra cerchietto rosso e il tavolo. Dopo aver preso la misura, abbiamo iniziato ad aggiungere dei pesetti da 10g ciascuno nel portapesetti annotandoci, all'aggiunta di ogni pesetto, l'allungamento della molla facendo la differenza tra l'altezza del piccolo cerchio rosso rispetto al tavolo della molla a riposo, e la nuova altezza raggiunta dalla molla con i vari pesetti inseriti. Abbiamo ripetuto lo stesso procedimento con la seconda molla.

LE MOLLE DINAMICHE

L'obbiettivo dell'esperimento era sempre di determinare le costanti elastiche delle due molle; ma questa volta dovevamo farle oscillare. Sfruttando la relazione tra il periodo e la costante elastica di una molla durante un moto armonico, abbiamo attacato numeri di pesetti diversi alle due molle, e le abbiamo fatte oscillare per 10 volte ciascuna. Usando un cronometro, abbiamo appuntato in quanto tempo ognuna delle due molle compiva 10 periodi completi con diversi pesetti attaccati al relativo gancio.

VIDEO DELL'ESPERIEMNTO

Video

Oscillazioni con i pesetti di una delle due molle.

SEZIONE 03

RACCOLTA E ELABORAZIONE

RACCOLTA E ELABORAZIONE DATI CON IL FOGLIO DI CALCOLO

Dati

Una volta raccolti tutti i dati durante l'esperimento, ci siamo trovati le costanti elastche sfruttando il foglio di calcolo. Per calcolare le costanti elastche in modo statico, abbiamo sommato la forza-peso dei vari pesetti e, sfruttando la formula inversa dalla legge di Hooke, l'abbiamo divisa per l'allungamento trovandoci le costanti elastiche. Per quanto riguarda il moto armonico, ci siamo trovati in quanto tempo una molla compiva un oscillazione e abbiamo usato la formula inversa del periodo del moto armonico di una molla per trovarci le costanti elastche.

FOTO DELL'ESPERIMENTO

Eureka!

GRAZIE!

Fatto da: D'Avino Cristiano