La costante elastica di una molla scopo dell’Esperimento



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16.05.2019
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LA COSTANTE ELASTICA DI UNA MOLLA


Scopo dell’Esperimento

Verificare che l’allungamento di una molla è direttamente proporzionale alla massa applicata e calcolare la costante elastica di una molla

La Fisica dell’Esperimento

  • Quando applichiamo una massa campione all’estremità inferiore di una molla appesa verticalmente, la molla si allunga finché il peso applicato è bilanciato dalla forza elastica della molla. Il sistema è in equilibrio: la forza-peso Fp e la forza elastica Fe hanno la stessa direzione (cioè verticale), la stessa intensità e verso opposto.

  • In un dato luogo, la forza-peso Fp di una massa campione m, espressa in kg, è direttamente proporzionale a m, cioè: Fp=mg. La sua unità di misura è il newton e la costante di proporzionalità g vale al livello del mare 9,8 N/kg (accelerazione di gravità).



Schema di Esecuzione



Strumenti e Materiali



Procedimento

  • Per prima cosa registriamo il valore di L0 della posizione della molla a riposo sulla scala graduata, che definiamo come posizione 0. Mentre eseguiamo le misure, dobbiamo posizionarci in modo che i nostri occhi siano alla stessa altezza della posizione considerata.

  • Applichiamo alla molla una massa e ci mettiamo con gli occhi nella nuova posizione di equilibrio (posizione 1) e misuriamo il valore L della posizione della molla sulla scala graduata.

  • Ripetiamo le operazioni precedenti appendendo successivamente alla molla due (posizione 2), tre e quattro masse tarate, senza superare i limiti di elasticità della molla.



Raccolta dei dati



Elaborazione dei dati

  • La tabella va completata, dopo aver inserito i dati raccolti, con la loro elaborazione.

  • ΔL è la differenza tra la lunghezza L che abbiamo letto e la lunghezza L0 della molla a riposo. In questo modo determiniamo di quanto si è allungata la molla rispetto al valore iniziale.

  • k è la costante della molla e contiene il rapporto tra le forze applicate e gli allungamenti della molla. Calcoliamo il valore medio: km=(k1+k2+k3+k4)/4

  • Riportiamo in un grafico cartesiano l’allungamento ΔL (in ordinata) in funzione della forza-peso Fp (in ascissa), scegliendo opportunamente la scala su entrambi gli assi cartesiani per ottenere un grafico proporzionato. Tracciamo la curva passante per i punti sperimentali.



Calcolo delle incertezze

  • L’incertezza sulle misure di lunghezza è la sensibilità del metro utilizzato

  • L’incertezza Δk da associare a km è l’errore massimo, cioè la differenza tra il valore massimo e il valore minimo divisa per due: Δk=(kmax—kmin)/2 dove i valori kmax e kmin sono riferiti ai risultati nella settima colonna.



Conclusioni Finali

  • Come sono fra loro i dati riportati nella colonna della costante k?

  • Che tipo di curva passa per i punti del grafico? Passa per l’origine?

  • Confrontate il valore medio di k con il reciproco della pendenza della retta ottenuta nel grafico. Che cosa potete osservare?

  • Osservando il grafico ottenuto, che tipo di relazione esiste fra l’allungamento della molla e il peso delle masse appese?



Laboratorio di Fisica

Prof. Francesco Luppino



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