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LA COSTANTE ELASTICA DI UNA MOLLA - Osservare l' allungamento di una molla a cui è appeso un oggetto

fisica


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LA COSTANTE ELASTICA DI UNA MOLLA

OBIETTIVI: Osservare l' allungamento di una molla a cui è appeso un oggetto

MATERIALE OCCORRENTE: 1 molla(lunghezza a riposo 12 cm);

                                                     1 asta con morsetto;

                                                     alcune masse campione;

                                                     1 supporto per appendere la massa alla molla;

                                                     1 metro.

DISEGNO:



PROGETTAZIO 121f59b NE DELL' ESPERIMENTO: Quando applichiamo una massa campione alla molla, quest' ultima si allunga, prima oscillando per poi fermarsi. Così il sistema è di nuovo in equilibrio: F peso+ F elastica=0. Quindi P è la forza elastica e l' intensità della forza peso. Il peso è quindi dovuto alle masse che applichiamo alla molla. Per poter effettuare le misurazioni abbiamo bisogno dell' attrezzatura necessaria.

·        Predisponiamo il materiale occorrente su di un piano, montiamo il sostegno;

·        Appendiamo una molla, la fissiamo e misuriamo la lunghezza della molla a riposo in modo che quando applichiamo le masse e misuriamo l'allungamento notiamo se si è deformata;

·        Chiamiamo il peso di una massa F, quando applichiamo 2 masse 2F, quando sono 3 3F e così via;

·        Ripetiamo la misurazione 3-4 volte e controlliamo se la molla si è deformata;

·        Compiliamo una tabella.

ESECUZIONE ESPERIMENTO: Variando il peso applicato alla molla misuriamo l' allungamento notando la differenza tra la molla prima e dopo l'allungamento. Nell' eseguire le operazioni sopra descritte dobbiamo tenere gli occhi fissi sulla stessa linea per evitare errori di parallasse e avvicinare il metro alla molla per eseguire le misurazioni. Inoltre quando applichiamo 1 massa la molla è sollecitata da una forza F, quando ne applichiamo 2= 2F, quando ne applichiamo 3= 3F. Ripetiamo le operazioni fino ad ottenere 3-4 coppie di valori. Quando abbiamo finito di eseguire le misurazioni controlliamo che non abbiamo superato il limite di carico e che quindi la molla non si sia deformata rispetto alla sua forma originale. Riportiamo quindi i valori in una tabella..

TABELLA(lunghezza molla 12 cm)

Peso P unità arbitraria F

Allungamento S (mm)

P/S(f/mm)

1F

50

0,02

2F

197

0,01

3F

344




0,008

ANALISI DEI DATI: Calcoliamo poi i rapporti K=P/S, cioè i rapporti fra peso e allungamento, per poi riportarli nell'apposita colonna della tabella. Se i valori di K sono uguali, a meno di errori, vuol dire che l' allungamento è direttamente proporzionale alla forza applicata P=KS, in modo che nel grafico S,P  rappresenta una retta passante per l' origine. Per ricavare la pendenza della retta K e quindi il coefficiente angolare è necessario: considerare un punto della sua retta abbastanza distante dall' origine, leggere le coordinate di questo punto, calcolare il rapporto P=KS. Nel nostro caso, però, probabilmente a causa di errori accidentali l' esperimento è da considerarsi non riuscito, in quanto,come si evince dal grafico la retta non passa per l' origine, quindi non vi è la proporzionalità diretta tra l' allungamento e la forza applicata. Abbiamo a questo punto ripetuto l' esperimento con una seconda molla.

GRAFICO:

II ESPERIMENTO CON MOLLA DA 17 CM

In questo secondo esperimento facciamo esattamente quello che abbiamo fatto nel primo, cambiando pero la molla(lunghezza a riposo 17 cm) e utilizzando 3 masse da 500 g l' una. Dunque iniziamo col misurare la lunghezza della molla a riposo per poi applicargli le diverse masse per vedere l 'allungamento. Riportiamo i dati ottenuti in una tabella.

TABELLA:

Peso P unità arbitraria F

Allungamento s(mm)

P/S(mm)

1F

76

0,013

2F

154

0,013

3F

238

0,013

GRAFICO:

ANALISI DEI DATI: Come si evince dal grafico sottostante, questa volta l'esperimento è riuscito in quanto la retta è passante per l' origine. Tutte le considerazioni fatte sopra nella descrizione del primo esperimento sono valide e uguali per questo, con la differenza, come già detto che in questo si verifica la proporzionalità diretta tra forza applicata e allungamento.

                                                                                                                







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