Schede di Laboratorio

 

Trasformazioni di energia meccanica

 

 

Presentazione dell’esperienza

 

In questa esperienza ci si propone di osservare una trasformazione di energia elastica in energia cinetica, verificando con le misure l’eventuale dispersione di energia durante la trasformazione.

 

Materiale occorrente

 

·       Rotaia con marcatempo

·       Carrellino con pesi aggiuntivi

·       Molla

·       Dinamometro

 

Procedimento

 

·       Tramite il dinamometro, si misura la costante elastica k della molla (mediando una serie di misurazioni del rapporto F/Dx).

·       Si misura la massa del carrellino (m_c1).

·       Si collega la molla al carrellino e il carrellino al marcatempo. Quindi, si spinge il carrellino sulla rotaia contro un ostacolo fisso, comprimendo la molla della quantità Dx₁.

·       Si lascia libero il carrellino e si misura la sua velocità v₁ mediante il marcatempo.

·       Si ripetono le due operazioni precedenti comprimendo la molla della quantità Dx₂.

·       Si ripetono le tre operazioni precedenti dopo aver aggiunto un peso al carrellino (la cui massa sarà ora m_c2).

 

Considerazioni

 

Quando viene rilasciato, il carrellino risulta soggetto a una rapida accelerazione (durante la distensione della molla), seguita da una lenta decelerazione (dovuta agli attriti). Ai fini di questo esperimento, occorre considerare la velocità massima tra quelle rilevate durante il suo movimento.

 

Relazione guidata

 

a) Per ogni misurazione effettuata, calcola l’energia elastica iniziale:

E_el = ½ k Dx²

e l’energia cinetica finale del carrellino:

E_c = ½ m_c v²

b) Riporta in una tabella come quella seguente i risultati ottenuti:

 

		E elastica	E cinetica
mc1	Dx1
	Dx2
mc2	Dx1
	Dx2

 

c) Ci sono casi in cui l’energia elastica risulta maggiore di quella cinetica? Come spieghi questo fenomeno?

d) Ci sono casi in cui l’energia elastica risulta minore di quella cinetica? Come spieghi questo fenomeno?

e) Al di là delle imprecisioni dovute al metodo di misura, si può concludere che l’energia elastica si è trasformata in energia cinetica?

f) Conosci applicazioni pratiche e industriali del fenomeno osservato in questa esperienza?

g) Che cosa cambieresti in questa esperienza, per renderla più efficace?

h) Vuoi aggiungere qualcos’altro, a completamento della scheda?

 

 

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