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.

Nella precedente tabella, abbiamo inserito lo spazio percorso (S), la variazione dello spazio percorso (DS), 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 = DS ). Questo ultimo dato ci serve a sapere se il carrello ha

D t

mantenuto un moto rettilineo uniforme. Per sapere l'errore della velocità, basta sommare l'errore relativo di DS+l'errore relativo di Dt (ErV = ErDS+ErDt); 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 = DS/Dt       33 x 0.1 = 330 mm/s

ErV =  2 x 330 ¹⁰ = 20

Velocità = (330 20)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+

= 9880 = 329.3 appr. = 329 mm/s

30

Scarto

Media scarti = 16+63+55+29+31= 194 =6.4 appr. = 6

Velocità media del carrello = (329 6)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