7 6 5 8 9 10 3 4 11 1 12 14 2 13 Legenda ( Legend ) 1 Computer 2 Cassy 3 Traguardo ottico "E" (Opical winning "E" ) Traguardo ottico "F" (Opical winning "F") Carrello (Truck) Bandierina (Banneret) So S Elettromagnete (Electromagnet) 8 Fermo di fine corsa (Still of racing end) S 9 Guidovia (Rail) 10 Filo di Perlon                       ( Perlon's trehad) S 11 Pesetto                ( weight ) S 12 Compressore     (Compressor ) 13 Regolatore di velocità (Regulator of speed) 14 Alimentatore                          (Feeder)

ESERCITAZIONE

MOTO RETTILINEO UNIFORMEMENTE ACCELERATO

STRUMENTI ED APPARECCHI ( Instruments and Device)

Guidovia, carrello, filo di "Perlon", elettromagnete, compressore, interfaccia cassy , computer, fotocellule, pesetto.

RELAZIONE ( Report )

SCOPO ( Purpose ) :

verificare le leggi del moto rettilineo uniformemente accelerato (MRUA) utilizzando la guidovia a cuscino d'aria: moto su traiettoria rettilinea con accelerazione costante.

PREMESSE TEORICHE ( Theoretic's premise ):

il moto rettilineo uniformemente accelerato ( MRUA ) è il moto di un punto materiale che si muove su una traiettoria con accelerazione costante. le leggi che caratterizzano i moti sono tre:

La legge dello spazio ( oppure legge della traiettoria )

La legge della velocità

La legge dell'accelerazione

REALIZZAZIONE ( Relization ):

Utilizziamo per l'esperimento una guidovia a cuscino d'aria. Su un lato della guidovia è stampata la scala numerata in centimetri per le misure e su di essa, sorretto da un sottile velo d'aria che minimizza le forze d'attrito, scorre un carrello. Il rilascio di quest'ultimo può essere controllato tramite un elettromagnete. L'attività dell'elettromagnete è controllata da un interruttore manuale. Al carrello si può imprimere il movimento tramite un elastico montato ad una estremità della rotaia, se si vuole osservare una buona approssimazione del comportamento di un moto rettilineo uniforme. Altrimenti, collegando il carrello a un traino di massa nota appeso tramite una carrucola ad un filo di "Perlon", si possono osservare gli effetti di un moto uniformemente accelerato.

Sulla rotaia sono montate anche 2 fotocellule, posizionabili a piacere lungo la scala numerata. Ogni fotocellula è collegata a un cronometro digitale preciso al centesimo di secondo. Quando il carrello parte, la bandierina posizionata sopra di quest'ultimo attraversa la fotocellula del traguardo ottico "E", ed il cronometro inizia il conteggio. Quando il fascio di una fotocellula viene interrotto il cronometro segna il risultato della misurazione. La guidovia a cuscino d'aria ha due traguardi ottici chiamati : "E" ed "F".

Il traguardo ottico "E" può funzionare sia da start (E+) o (E) ed anche da start/stop (E+/E-).Invece il traguardo ottico "F" può funzionare solo da stop (F+) o (F-).

Dopo aver controllato che tutta la strumentazione funzioni come descritto precedentemente cominciamo l'esperimento. Portiamo il carrello sulla posizione di partenza. Accendiamo il computer ed "apriamo" i due programmi che ci sono indispensabili per il corretto svolgimento dell'esperimento.Successivamente accendiamo le fotocellule poste sulla rotaia. Posizioniamo (aiutandoci con la scala numerata) le fotocellule regolabili a 10 cm di distanza l'una dall'altra. Ci assicuriamo che il cronometro segni 10^-3 s (0,00 s), accendiamo il compressore grazie al quale possiamo ottenere sulla guidovia un vero e proprio " cuscino d'aria" tramite dei fori posizionati l'uno di seguito all'altro su quest'ultima. Nell' esecuzione pratica abbiamo calcolato 5 diverse accelerazioni posizionando i traguardi ottici in altrettante posizioni diverse.Per fare ciò abbiamo tolto il reggi-pesetto cosi che l'accelerazione variasse in modo costante.

ELABORAZIONE DATI (Elaboration dates ):

Nella precedente tabella sono state riportate 5 diverse tipi di misurazioni.Lo spazio ( S ) è stato ricavato grazie ad un'apposita scala numerata posta al lato della guidovia. Le misurazioni di dt(s), Vi(m/s) e di Vi(A) sono state effettuate grazie all'ausilio del cronometro elettronico. L'accelerazione invece ho dovuta ricavare grazie alla formula:

( Generale ) ( con i valori )

am = Vi (B) - Vi (A) = DV am 5= 0,78-0,31 = 0,47 = 0,26 m/s^2

dt (B-A)                       dt 1,82 1,82

ELABORAZIONE ERRORI (Elaboration of mistakes ) :

Nella tabella precedente sono stati riportati gli errori delle differenti misurazioni ma non ho riscontrato problemi particolari eccezion fatta per gli errori dell' accelerazione. Gli errori sono stati posti come la sensibilità degli strumenti di misura oppure sono stati moltiplicati per il doppio.Per ricavarmi gli errori dell'accelerazione ho eseguito la seguente formula:

(Generale)

Ea = [(E DV / DVm ) + (Edt / dtm)] * am

(Con i valori)

Ea 5= [( 0.02/0.47 )+(0.02/1.82)]*0.26 = [0.04 +0.01]*0.26 = 0.01 m/s^2

ANALISI DEL GRAFICO (Analysys of the Graphic ):

Nella relazione sono stati svolti tre diversi grafici : S= f ( dt ) ,Vi = f ( dt ) e a= f ( dt ). Nel primo grafico ho riportato sull'asse delle ascisse ( x ) i valori dei differenti tempi ( dt ).Mentre sull'asse delle ordinate ( y ) ho riportato i diversi spazi ( S ). Per quando riguarda le scale, sulle ascisse, ogni cm equivale a 0.50 s ( 1cm=0.50s ).Invece sull'asse delle ordinate, ogni cm equivale a 0.200m ( 1cm=0.200m ).Congiungendo i vari punti otteniamo una parabola. Nel secondo grafico ho riportato sull'asse delle ascisse (x) i valori dei differenti tempi ( dt ). Mentre sull'asse delle ascisse ( y ) ho riportato Vi. Per quando riguarda le scale, sulle ascisse, ogni cm equivale a, 0.50 s ( 1cm=0.50s ).Invece sull'asse delle ordinate ogni cm equivale a a0.35 m/s (1cm:0.35m/s). Abbiamo ottenuto così una retta. Nel terzo ed ultimo grafico ho riportato sull'asse delle ascisse ( x ) i valori di "dt" e invece sull'asse delle ordinate ( y ) ho riportato le differenti accelerazioni ( a ). Per quando riguarda le scale, sulle ascisse, ogni cm equivale a, 0.50 s ( 1cm=0.50s ),invece sulle ordinate ogni cm equivale a 0.10 m/s^2. Congiungendo i vari punti e tenendo conto degli errori otteniamo una retta parallela all'asse delle ascisse.

CONCLUSIONI ( Conclusion ) :

Nella relazione descritta precedentemente, ci siamo prefissati come obbiettivo quello di verificare le leggi del moto rettilineo uniformemente accelerato (MRUA) ossia se un punto materiale si muove su una traiettoria con accelerazione costate. Dopo varie ed attente verifiche posso affermare che ciò è vero e che quindi l'esperimento è riuscito perfettamente,e prova ne è il fatto che i grafici sono giusti . Sono state riscontrate più di qualche difficoltà per quanto riguarda la messa a punto della guidovia. Quest'ultima infatti, non si trovava perfettamente parallela con il piano d'appoggio. Al fine di migliorare l'esperimento proporrei di fare un breve test teorico per appurare l'effetivo stato di conoscenza della classe e poi in secondo luogo proporrei di fare una lezione teorica qualora i dati fossero sbagliati e discutere su ciò. I dati possono essere ritenuti corretti e ulteriore prova ci viene data dalla corretta esecuzione dei grafici.