ROTOLAMENTO - Laboratorio di fisica

"ROTOLAMENTO"

Durante l'esercitazione il gruppo ha lavorato sul rotolamento di alcuni barattoli di vetro su di una superficie inclinata.

Abbiamo osservato il materiale che ci sarebbe servito durante l'esperimento:

rampa, presente nell'edificio universitario che abbiamo usato come superficie inclinata con le seguenti dimensioni:

c   a = 17 cm

a b = 237 cm

c = 239,5 cm

b

barattoli di vetro n°1 altezza 12 cm, circonferenza 22 cm, peso 212 gr

n°2 altezza 13,5 cm, circonferenza 30,5 cm, peso 337 gr

elastici

bilancia, usata per pesare barattoli e materiali

metro, usato per misurare barattoli e rampa

fogli bianchi A4

riso

sale

cellulare, utilizzato come cronometro per prendere il tempo delle varie discese dei barattoli

Dato che la rampa presentava tratti in leggero rilievo (strisce anti-scivolo) abbiamo posizionato dei fogli su di essa per renderla il più liscia possibile e sui quali poi abbiamo fatto rotolare i barattoli.

Siamo partiti dall'osservare il movimento dei due barattoli vuoti lungo la rampa constatando che il barattolo n°2, quello di dimensioni maggiori, era più lento nella discesa rispetto al barattolo n°1.

Poi ne abbiamo modificato le superfici mettendo attorno degli elastici e abbiamo notato che la traiettoria di entrambe i barattoli non era più lineare, ma tendeva a deviare dal percorso rettilineo e che i due contenitori hanno percorso la rampa più lentamente rispetto alla prima osservazione; secondo noi questo è dovuto all'aumento di attrito causato dalla presenza degli elastici sulla superficie di contatto dei barattoli.

Dopo queste osservazioni abbiamo misurato il tempo che i barattoli vuoti con superficie libera e poi con superficie alterata da elastici hanno impiegato a percorrere tutta la rampa e deciso di fare per ogni discesa tre misurazioni calcolando poi la media dei tempi.

BARATTOLO N°1 VUOTO SUPERFICIE LIBERA

Peso 212 gr

BARATTOLO N°2 VUOTO SUPERFICIE LIBERA  

Peso 337 gr

BARATTOLO N°1 VUOTO CON ELASTICI

Peso 216 gr

BARATTOLO N°2 VUOTO CON ELASTICI

Peso 341 gr

Successivamente abbiamo deciso di tenere come riferimento il barattolo n°1 e lo abbiamo riempito con diversi materiali e diverse quantità.

Abbiamo iniziato con il riso e da una quantità piccola siamo andati via via aumentandola fino a riempire del tutto il barattolo.

Di seguito sono riportate le varie misurazioni con le diverse quantità di riso.

BARATTOLO N°1 CON 20 gr DI RISO

Peso 232 gr

BARATTOLO N°1 CON 40 gr DI RISO

Peso 252 gr

BARATTOLO N°1 CON 60 gr DI RISO

Peso 272 gr

(il materiale si deposita sul fondo)

BARATTOLO N°1 PIENO DI RISO

Peso 502 gr

Come secondo materiale abbiamo usato il sale.

BARATTOLO N°1 CON 20 gr DI SALE

Peso 232 gr

BARATTOLO N°1 CON 40 gr DI SALE

Peso 252 gr

BARATTOLO N°1 CON 60 gr DI SALE

Peso 272 gr

BARATTOLO N°1 PIENO DI SALE

Peso 539 gr

Secondo il mio parere il contenitore con 60 gr di materiale e cioè quasi mezzo pieno non rotolava, poiché la rampa a nostra disposizione era poco ripida e quindi il materiale all'interno del barattolo manteneva un equilibrio con la rampa, annullando così la forza di discesa.

Nell'osservazione del movimento del riso all'interno del barattolo ci siamo resi conto che cambiava secondo la quantità di materiale: quando ce n'era poco si depositava sul fondo del barattolo compiendo una lieve oscillazione lungo tutto il tragitto, simile all'oscillazione di una barchetta, mentre se c'era una quantità maggiore il riso faceva una rotazione completa all'interno del barattolo.

Nell'affrontare questa esercitazione abbiamo riscontrato alcune difficoltà: la prima è stata di comprensione delle istruzioni date per svolgere l'esperimento perché, non essendo rigide, lasciavano libera interpretazione e quindi sono sorti diversi pareri all'interno del gruppo sul modo di affrontare le consegne e questo ha portato a un rallentamento del lavoro. La seconda difficoltà è stata l'imprecisione di alcuni strumenti utilizzati come per esempio il cronometro del cellulare, la diversa pressione involontaria esercitata dalle mani sui due barattoli al momento del rilascio e la rampa che abbiamo dovuto riadattare in quanto non dotata di una superficie liscia.

Non avendo avuto la possibilità di osservare l'esperimento in modo preciso non siamo stati in grado di estrapolare una legge, ma siamo riusciti ad ipotizzare una regola che potesse essere valida per le prove descritte: la velocità del barattolo diminuisce in modo progressivo con l'aumentare della quantità del materiale al suo interno, fino a barattolo mezzo pieno; a questo punto il rotolamento è nullo; continuando ad aggiungere materiale, il barattolo comincia di nuovo a muoversi aumentando la velocità progressivamente fino ad avere il barattolo pieno che percorre la rampa quasi come se fosse vuoto.

Avendo partecipato ad un solo tipo di esercitazione è molto difficile, avendo a disposizione solo relazioni da leggere, capire a pieno ciò che è stato svolto dagli altri gruppi.

Ho potuto comprendere il lavoro fatto dai due gruppi uguali al mio, cioè con il lavoro sul rotolamento. In alcuni momenti dell'esercitazione ci siamo anche scambiati delle opinioni e dei metodi per aiutarci a procedere al meglio nell'esperimento.

I due gruppi sul rotolamento, in alcuni casi, hanno proceduto come il mio gruppo, ad esempio risolvendo il problema della rampa non del tutto liscia con dei fogli; per quanto riguarda il materiale utilizzato, invece, tutti tre i gruppi hanno agito in maniera differente: il mio gruppo ha usato riso e sale e fatto tre misurazione per ogni discesa, il secondo gruppo ha utilizzato riso e sabbia e facendo dieci misurazioni e l'ultimo gruppo ha scelto di usare lenticchie e sale.

Come il mio gruppo anche gli altri due non sono stati in grado di trovare una legge.

A proposito delle altre esercitazioni posso dire che alcune relazioni sono abbastanza chiare e dettagliate, mentre altre sono incomplete e poco precise.