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RELAZIONE LABORATORIO DI FISICA
TITOLO DELL'ESPERIENZA: Urti,energie e quantità di moto.
OBIETTIVI: Verificare le caratteristiche degli urti elastici e anelastici.
STRUMENTI UTILIZZATI: Libro di testo, simulazione via Internet dell'urto elastico e anelastico.
DESCRIZIONE DELL'ESPERIENZA:Prima di avviare la simulazione via Internet ricercare le definizioni di quantità di moto, energia cinetica, conservazione della quantità di moto, urti elastici, urti anelastici e urti obliqui.
Quantità di moto: Q = m*v
Energia cinetica: L = ½m*v²
Conservazione della quantità di moto: Se due o più corpi interagiscono in un sistema isolato, la quantità di moto totale del sistema rimane costante nel tempo.
Urti elastici: Urto che avviene tra due punti materiali e l'energia cinetica del sistema si conserva
Urti anelastici: Urto che avviene tra due punti materiali e l'energia cinetica del sistema non si conserva
Urti obliqui: Urto che avviene tra due punti materiali aventi la stessa massa,uno dei quali inizialmente è fermo.
Urto elastico
Avviare la simulazione che usa come punti materiali due carrelli A e B.
Prima prova:
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
m = 0.5 Kg |
v = 0.2 m/s |
m = 0.5 Kg |
v = 0 m/s |
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Carrello B |
m = 0.5 Kg |
v = 0 m/s |
m = 0.5 Kg |
v = 0.2 m/s |
Energia cinetica :
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J |
½*0.5*(0)²= 0 J |
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Carrello B |
½*0.5*(0)²= 0 J |
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J |
Energia cinetica del sistema:
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Carrello A |
0.01 + 0 = 0.01 J |
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Carrello B |
0 + 0.01 = 0.01 J |
Si può vedere che l'energia cinetica del sistema si conserva.
Seconda prova:
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
m = 1 Kg |
v = 0.5 m/s |
m = 1 Kg |
v = 0 m/s |
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Carrello B |
m = 1 Kg |
v = 0 m/s |
m = 1 Kg |
v = 0.5 m/s |
Energia cinetica :
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
½*1*(0.5)²= 0.125 J |
½*1*(0)²= 0 J |
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Carrello B |
½*1*(0)²= 0 J |
½*1*(0.5)²= 0.125 J |
Energia cinetica del sistema:
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Carrello A |
0.125 + 0 = 0.125 J |
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Carrello B |
0 + 0.125 = 0.125 J |
Si può vedere che l'energia cinetica del sistema si conserva.
Urto anelastico
Prima prova:
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
m = 0.5 Kg |
v = 0.2 m/s |
m = 0.5 Kg |
v = 0.1 m/s |
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Carrello B |
m = 0.5 Kg |
v = 0 m/s |
m = 0.5 Kg |
v = 0.1 m/s |
Energia cinetica :
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
½*0.5*(0.2)²= 0.01 J |
½*0.5*(0.1)²= 0.0025 J |
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Carrello B |
½*0.5*(0)²= 0 J |
½*0.5*(0.1)²= 0.0025 J |
Energia cinetica del sistema:
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Carrello A |
0.01 + 0.0025 = 0.0125 J |
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Carrello B |
0 + 0.0025 = 0.0025 J |
Si può vedere che l'energia cinetica del sistema non si conserva.
Seconda prova:
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
m = 1 Kg |
v = 0.5 m/s |
m = 1 Kg |
v = 0.25 m/s |
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Carrello B |
m = 1 Kg |
v = 0 m/s |
m = 1 Kg |
v = 0.25 m/s |
Energia cinetica :
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Prima dell'urto |
Dopo l'urto |
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Carrello A |
½*1*(0.5)²= 0.125 J |
½*1*(0.25)²= 0.0313 J |
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Carrello B |
½*1*(0)²= 0 J |
½*1*(0.25)²= 0.0313 J |
Energia cinetica del sistema:
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Carrello A |
0.125 + 0.313 = 0.156 J |
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Carrello B |
0 + 0.0313 = 0.0313 J |
Si può vedere che l'energia cinetica del sistema non si conserva.
Urti obliqui
Avviare la simulazione che usa come punti materiali due palline A e B.
Dalla simulazione si può notare che la velocità è perpendicolare, cioè i caso di urto la velocità si decompone in direzione perpendicolare al punto di rimbalzo.
La perpendicolare alla parete nel punto in cui la pallina rimbalza è la bisettrice dell'angolo formato dalle traiettorie delle palline.
Conservazione quantità di moto : mv = mv + mv
v = √vx² + vy²
v
v = √vx² + vy²
v = √18.2² + 5.7² = √331.24 + 32.49 = √363.73 = 19.07
mv = mv + mv
mv
v = v + v
v
mv
mv = mv + mv
INTERPRETAZIONE DEI DATI E CONCLUSIONI:
Per dimostrare l'urto elastico, dopo aver calcolato l'energia cinetica di ogni carrello prima e dopo l'urto, si è dimostrata la conservazione dell'energia cinetica del sistema
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(ES:Carrello A: 0.01 + 0 = 0.01 J;Carrello B: 0.01 + 0 = 0.01 J). Per dimostrare l'urto anelastico, dopo aver calcolato l'energia cinetica di ogni carrello prima e dopo l'urto, si è dimostrata la non conservazione dell'energia cinetica del sistema (ES:Carrello A : 0.01 + 0.0025 = 0.0125 J;Carrello B: 0 + 0.0025 = 0.0025 J). Per dimostrare invece l'urto obliquo si è dovuto utilizzare il principio di conservazione della quantità di moto mv = mv + mv , trovando v e v con la regola del parallelogramma, il quale è risultato essere un rettangolo avente per diagonale la somma dei due vettori. L'esperimento è ben riuscito perché i calcoli sono risultati corretti e di conseguenza si è riusciti a dimostrare i vari urti( elastico, anelastico e obliquo) grazie alle diverse nozioni citate all'inizio della relazione, in particolare l'energia cinetica e la quantità di moto, le quali erano gli obiettivi, assieme agli urti, dell'esperienza. |
VALUTAZIONE:
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Componenti della relazione |
Punteggio |
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Riconoscimento e formulazione dell'obiettivo |
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Indicazione degli strumenti |
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Descrizione dell'esperienza |
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Compilazione delle tabelle e presentazione dei risultati |
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Esecuzione dei calcoli |
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Esecuzione dei grafici |
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Interpretazione dei dati e conclusioni |
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La relazione si presenta.. |
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Totale e voto finale |
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0: componenti non presenti o assolutamente errati
1: componenti non pertinenti o poco precisi o in parte errati
2: componenti sufficientemente corretti
3: componenti completi, corretti, ben esposti
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