Cognome: Nome classe N. d ordine sul registro di classe: N. esperienza tipo(virtuale/reale)

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1 Relazione di Fisica Cognome: Nome classe N. d ordine sul registro di classe: N. esperienza tipo(virtuale/reale) Iniziata il terminata il data di consegna prevista data di consegna effettiva TITOLO: LA COSTANTE ELASTICA DI UNA MOLLA OBIETTIVO:Verificare la relazione che c è fra la forza applicata a una molla e l allungamento della 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 F p e la forza elastica F e hanno la stessa direzione (cioè verticale), la stessa intensità e verso opposto. In un dato luogo, la forza-peso F p di una massa campione m, espressa in kg, è direttamente proporzionale a m, cioè: F p = mg. La sua unità di misura è il newton e la costante di proporzionalità g vale al livello del mare 9,8 N/kg. Prima di iniziare l esercitazione rispondi alle seguenti domande: Cosa accade quando appendi un peso ad una molla? In presenza della resistenza dell aria... In assenza della resistenza dell aria... Se si appende ad una molla un corpo molto(troppo) pesante cosa succede alla molla? Appendendo un peso ad una molla come cambia l'allungamento della molla se siamo: sulla Terra... sulla Luna... nello spazio... Descrizione dell apparato sperimentale STRUMENTI E MATERIALE 3 molle elicoidali, asta di sostegno, asta graduata, 4 masse tarate (valore fornito dal costruttore, con incertezza trascurabile), 3 masse incognite. STRUMENTI SENSIBILITÀ PORTATA metro 1 mm 1 m Bilancia(masse) 1 g 2 kg 1

2 Istruzioni Collegati al sito( digitando l indirizzo completo nella barra degli indirizzi di Internet Explorer: non usare Google. Entra nella Sezione Esperienze e seleziona il collegamento relativo a questa esperienza Alla richiesta di aprire o salvare il file scegli di aprirlo Nella finestra che si apre seleziona il file e premi il tasto invio della tastiera Alla richiesta di aprire/eseguire o salvare il file scegli di aprire/eseguire Si avvia Internet Explorer: controlla sotto la barra degli indirizzi se compare una barra con uno scudo e una scritta su sfondo giallo SE COMPARE UNA SCRITTA DI QUESTO TIPO: "Per facilitare la protezione, è stato impedito a questa pagina Web di eseguire script o controlli ActiveX che potrebbe accedere al computer. Fare clic qui per ulteriori opzioni..." DEVI PROCEDERE NEL SEGUENTE MODO: 1)clicca sulla scritta "Per facilitare la protezione, è stato impedito a questa pagina Web di eseguire script o controlli ActiveX che potrebbe accedere al computer. Fare clic qui per ulteriori opzioni..." 2)nella finestra che si apre clicca sulla scritta "Consenti contenuto bloccato" 3)nella finestra che si apre clicca sul pulsante "Si" Si apre una finestra con l immagine indicata sotto: all inizio dell esperienza non cambiare le impostazione del pannello verde; gli oggetti si spostano selezionandoli e trascinandoli Leggi con attenzione il procedimento per eseguire l esperienza e riporta subito i dati rilevati nelle tabelle ricopiate sul quaderno: i calcoli ed il grafico li farai dopo. 2

3 PROCEDIMENTO A) Posizionare il righello accanto alla prima molla e misurare la lunghezza della molla a riposo: questa è la lunghezza iniziale Li. B)Appendere un peso alla molla e misurare la lunghezza della molla allungata: questa è la lunghezza finale Lf. C) Calcolare l'allungamento della molla ΔL=Lf-Li. D) Applicare ora alla molla numero 1 i pesi da 50gr, 100gr e 250gr, misurare l'allungamento della molla e riportarli nella seguente tabella Tabella k1 N N prova molla applicata Lf lunghezza finale della molla ΔL allungamento della molla applicata X g K k = Ma/ l N N m (kg) l(cm) l (cm) 1 1 ±0, ±0, ±0,001 Cosa si può osservare guardando i dati riportati nella tabella? Che tipo di relazione c'è tra la massa dei pesi applicati e l'allungamento della molla? Calcolare il rapporto k = Ma/ l tra le forze applicate e gli allungamenti della molla per ogni prova effettuata. E) Calcola il valor medio di k e la sua incertezza: k medio = (ka+kb+ kn)/n kmax kmin k 2 F) Costruisci il grafico di Ma(massa applicata) x g (g=9,8 m/sec^2) in funzione di ΔL per i dati riportati nella tabella e verificare che sia una retta la cui pendenza rappresenta proprio il valore della costante elastica K1 della prima molla. 3

4 Grafico K1(vedi il punto F) H) Applicare uno alla volta i tre pesi incogniti misurando l'allungamento della molla 1. Calcolare il peso di ciascun cilindretto e riportare i dati nella seguente tabella K Tabella K N prova applicata N Colore l ΔL allungamento della molla (cm) I)Fare diverse prove: 1- modificando la resistenza dell'aria (attrito) 2- cambiando pianeta (Giove, Luna, Terra,...) e verificare le risposte date all inizio. calcolata m (kg) L)Appendere il peso da 250gr alla molla numero 3 e modificate l'elasticità della molla. Cosa si può osservare? M)Con quale procedura si potrebbe calcolare l'accelerazione gravitazionale di un pianeta? CONCLUSIONI 1) Come sono fra loro i valoro di k per ogni molla? 2) Che tipo di curva passa per i punti del grafico? Passa per l origine? 3) Confronta il valore medio di k con il reciproco della pendenza della retta ottenuta nel grafico. Che cosa puoi osservare? 4

5 4) Osservando il grafico ottenuto, che tipo di relazione esiste fra l allungamento della molla e il peso delle masse appese? TEST 1) Durante l esperimento hai misurato i valori di l con un incertezza di 1 mm. Quanto vale l incertezza associata a l? a) 2 mm b) 1 mm c) 0,5 mm d) 0,1 mm 2) Come puoi verificare se durante l esperimento hai superato i limiti di elasticità della molla? a) Pesando la molla all inizio e alla fine dell esperimento. b) Misurando la lunghezza della molla scarica alla fine dell esperimento e confrontando questo valore con quello ottenuto all inizio. c) Confrontandola a occhio con una molla identica. d) Non è possibile verificarlo. 3) Nella figura è rappresentato il grafico di l in funzione di F p relativo a due diverse molle. Quale delle due ha una costante elastica maggiore? a) La molla 1. b) La molla 2. c) Hanno entrambe lo stesso valore di costante elastica. d) Per rispondere, occorre sapere di che materiale sono fatte le molle. 4) La costante elastica di una molla è 80 N/m. Per allungare la molla di 10 cm occorre applicare una forza: a) di 0,08 N b) di 0,8 N c) di 8,0 N d) impossibile da determinare con i dati forniti. 5