Esperimenti di fisica
Mi potete consigliare degli esperimenti di fisica interessanti ma facili da esporre e preferibilmente con gia un schedatura compilata?
Gli argomenti sono: Cinematica unidimensionale, operazioni vettoriali, cinematica bidimensionale, leggi del moto di newton, applicazioni leggi di newton, lavoro ed energia cinetica, energia potenziale e forze conservative, quantita' di moto e urti, cinematica ed energia di rotazione, dinamica rotazionale ed equilibrio statico, e la gravitazione.
Gli argomenti sono: Cinematica unidimensionale, operazioni vettoriali, cinematica bidimensionale, leggi del moto di newton, applicazioni leggi di newton, lavoro ed energia cinetica, energia potenziale e forze conservative, quantita' di moto e urti, cinematica ed energia di rotazione, dinamica rotazionale ed equilibrio statico, e la gravitazione.
Risposte
leggi di newton
Essa dice che:
Un oggetto in quiete rimarrà in quiete ed un oggetto in moto persevererà nello stato di moto con velocità costante, a meno che non subisca l’azione netta di una forza esterna.
In altre parole un corpo che si muove di moto rettilineo uniforme (in assenza di attrito) continuerà il suo moto all’infinito finche una forza non lo fermi, e quindi quando la forza agente su un corpo è zero, anche la sua accelerazione è zero.
Possiamo così definire come sistema di riferimento inerziale qualsiasi sistema di riferimento in cui è valida la prima legge di Newton.
La Massa Inerziale
Prima di enunciare le altre due leggi della dinamica, bisogna chiarire i concetti di inerzia e massa.
Con inerzia si intende la tendenza che ha un oggetto a restare in quiete o in moto uniforme. Per esempio se vogliamo spingere due cilindri, uno di legno e l’altro di acciaio, ci vorrà più forza per far muovere e per fermare il cilindro di acciaio: il cilindro di acciaio avrà più inerzia del cilindro di legno.
La massa è il termine adoperato per misurare l’inerzia, e nel SI si misura col Kg. Essa non va però confusa con il peso che è uguale alla forza di gravità agente su un corpo di una certa massa.
La massa quindi è una proprietà intrinseca di un corpo ed è indipendente da ciò che lo circonda e dal metodo adoperato per misurare la massa.
La massa inoltre è una quantità scalare, e quindi obbedisce alle regole dell’aritmetica ordinaria.
Seconda Legge di Newton
Se prendiamo un blocco di ghiaccio e lo facciamo scivolare su una superficie liscia, esso si muoverà con una certa accelerazione a.
Se raddoppiamo la forza allo stesso blocco di ghiaccio, avremo che anche l’accelerazione a raddoppierà; così anche accade se triplichiamo la forza. Possiamo quindi concludere che l’accelerazione è direttamente proporzionale alla forza applicata sull’oggetto.
L’accelerazione è anche dipendente dalla massa. Se infatti raddoppiamo la massa del blocco di ghiaccio, con la stessa forza F, l’accelerazione sarà a/2, cioè dimezzata; allo stesso modo se triplichiamo la massa , l’accelerazione diventerà 1/3 a.
Quindi l’accelerazione è inversamente proporzionale alla massa.
Essa dice che:
Un oggetto in quiete rimarrà in quiete ed un oggetto in moto persevererà nello stato di moto con velocità costante, a meno che non subisca l’azione netta di una forza esterna.
In altre parole un corpo che si muove di moto rettilineo uniforme (in assenza di attrito) continuerà il suo moto all’infinito finche una forza non lo fermi, e quindi quando la forza agente su un corpo è zero, anche la sua accelerazione è zero.
Possiamo così definire come sistema di riferimento inerziale qualsiasi sistema di riferimento in cui è valida la prima legge di Newton.
La Massa Inerziale
Prima di enunciare le altre due leggi della dinamica, bisogna chiarire i concetti di inerzia e massa.
Con inerzia si intende la tendenza che ha un oggetto a restare in quiete o in moto uniforme. Per esempio se vogliamo spingere due cilindri, uno di legno e l’altro di acciaio, ci vorrà più forza per far muovere e per fermare il cilindro di acciaio: il cilindro di acciaio avrà più inerzia del cilindro di legno.
La massa è il termine adoperato per misurare l’inerzia, e nel SI si misura col Kg. Essa non va però confusa con il peso che è uguale alla forza di gravità agente su un corpo di una certa massa.
La massa quindi è una proprietà intrinseca di un corpo ed è indipendente da ciò che lo circonda e dal metodo adoperato per misurare la massa.
La massa inoltre è una quantità scalare, e quindi obbedisce alle regole dell’aritmetica ordinaria.
Seconda Legge di Newton
Se prendiamo un blocco di ghiaccio e lo facciamo scivolare su una superficie liscia, esso si muoverà con una certa accelerazione a.
Se raddoppiamo la forza allo stesso blocco di ghiaccio, avremo che anche l’accelerazione a raddoppierà; così anche accade se triplichiamo la forza. Possiamo quindi concludere che l’accelerazione è direttamente proporzionale alla forza applicata sull’oggetto.
L’accelerazione è anche dipendente dalla massa. Se infatti raddoppiamo la massa del blocco di ghiaccio, con la stessa forza F, l’accelerazione sarà a/2, cioè dimezzata; allo stesso modo se triplichiamo la massa , l’accelerazione diventerà 1/3 a.
Quindi l’accelerazione è inversamente proporzionale alla massa.
grazie per l'interessamento ma forse l'esperimento mi sembra un po' troppo semplice ^^
Invece ditemi se questo esperimento che ho pensato io e' corretto e le formule sono giuste:
Allora prendendo una fionda, che utilizza come materiale elasticizzande del lattice, inanzitutto mi servirebbe sapere quale è la sua costante elastica, e se qualcuno la trova mi farebbe un grosso favore :dontgetit , una volta trovata questa, sapendo che la forza elastica è uguale a
F= -kx dove F e' la forza elastica, k e' la costante di elasticita' e x e' la quantita di allungamento rispetto alla lunghezza totale, tirando ipoteticamente la molla di 10 cm, dovrei riuscire a calcolarmi la forza elastica risultante. Dopo applicando la seconda legge di newton dove:
F=ma dove F e' la forza, m è la massa dell'oggetto e a è l'accelerazione dell'oggetto, dovrei trovarmi l'accelerazione che la fionda imprime al proiettile di massa m. Quì ho un dubbio, siccome le molle usate da una fionda sono due, dovrei raddoppiare la forza elastica?e poi presupponendo che il proiettile ha un moto parabolico ad angolo 0, dovrei scomporre il moto in componente verticale e orizzontale e trovarmi la componente x?
con questo esperimento dovrei riuscire a prevedere la distanza che puo' raggiungere un proiettile tirato da una fionda con elastico di lattice.
Invece ditemi se questo esperimento che ho pensato io e' corretto e le formule sono giuste:
Allora prendendo una fionda, che utilizza come materiale elasticizzande del lattice, inanzitutto mi servirebbe sapere quale è la sua costante elastica, e se qualcuno la trova mi farebbe un grosso favore :dontgetit , una volta trovata questa, sapendo che la forza elastica è uguale a
F= -kx dove F e' la forza elastica, k e' la costante di elasticita' e x e' la quantita di allungamento rispetto alla lunghezza totale, tirando ipoteticamente la molla di 10 cm, dovrei riuscire a calcolarmi la forza elastica risultante. Dopo applicando la seconda legge di newton dove:
F=ma dove F e' la forza, m è la massa dell'oggetto e a è l'accelerazione dell'oggetto, dovrei trovarmi l'accelerazione che la fionda imprime al proiettile di massa m. Quì ho un dubbio, siccome le molle usate da una fionda sono due, dovrei raddoppiare la forza elastica?e poi presupponendo che il proiettile ha un moto parabolico ad angolo 0, dovrei scomporre il moto in componente verticale e orizzontale e trovarmi la componente x?
con questo esperimento dovrei riuscire a prevedere la distanza che puo' raggiungere un proiettile tirato da una fionda con elastico di lattice.
credo che tu debba fare la risultante delle singole forze esercitate dalle due molle, che ipotizzando di tendere bene l'elastico, risulta essere diretta come la bisettrice dell'angolo tra le due molle...poi utilizzi la forza risultante che trovi per la legge di newton...per trovare la risultante ovviamente devi scomporre le due forze nelle componenti cartesiane..le due componenti orizzontali si annulleranno vicendevolmente, mentre le due componenti dirette nel senso del moto del proiettile si sommeranno....
Per calcolare la gittata devi scomporre la traiettoria balistica del moto nelle due componenti..a qual punto puoi utilizzare due metodi per la gittata...
1)usi le equazioni del moto nel tempo,imponi y= 0, e trovi il tempo..lo sostituisci e trovi due corrispondenti valori di x, uno negativo che scarti, l'altro positivo che rappresenta la gitatta.
2)metodo matematico: trove l'intersezione tr l'equazine della traiettoria e 'asse x
è meglio il primo metodo;per evitarti conti inutili ti riporto la formula finale:
Xm= X0 + V0x* [ (V0y/g) + (rad(V0y^2 + 2Y0*g)/g) ]
dove :
Xm=gitatta
X0= valore di x nell'istante iniziale..siccome crei tu l'esperimento poni =0
V0x=velocità iniziale lungo l'asse x
V0y= velocità iniziale lungo y
Y0=valore di y all'istante iniziale
g=accelerazione di gravità
Per calcolare la gittata devi scomporre la traiettoria balistica del moto nelle due componenti..a qual punto puoi utilizzare due metodi per la gittata...
1)usi le equazioni del moto nel tempo,imponi y= 0, e trovi il tempo..lo sostituisci e trovi due corrispondenti valori di x, uno negativo che scarti, l'altro positivo che rappresenta la gitatta.
2)metodo matematico: trove l'intersezione tr l'equazine della traiettoria e 'asse x
è meglio il primo metodo;per evitarti conti inutili ti riporto la formula finale:
Xm= X0 + V0x* [ (V0y/g) + (rad(V0y^2 + 2Y0*g)/g) ]
dove :
Xm=gitatta
X0= valore di x nell'istante iniziale..siccome crei tu l'esperimento poni =0
V0x=velocità iniziale lungo l'asse x
V0y= velocità iniziale lungo y
Y0=valore di y all'istante iniziale
g=accelerazione di gravità
ok, piu' o meno ho capito ma mi rimangono alcuni dubbi riguardo il calcolo della risultante della forza elastica...
allora come prima domanda, influisce la lunghezza dell'elastico? cioe' se io voglio allungare di 10 cm un elastico che ne è lungo 20cm, otterro' lo stessa forza con un elastico di lunghezza 30cm? se no in che proporzione dovrei calcolarli?
poi se allungo l'elastico della fionda di 10cm, e questo e' composto da due molle, come allungamento dovrei considerare soltanto la componente Y che quindi e' minore di 10cm?
come ultimo problema mi rimane quello di trovare la costante elastica del lattice che dovrebbe avere come unità di misura N/m, io su google proprio non la trovo :(
allora come prima domanda, influisce la lunghezza dell'elastico? cioe' se io voglio allungare di 10 cm un elastico che ne è lungo 20cm, otterro' lo stessa forza con un elastico di lunghezza 30cm? se no in che proporzione dovrei calcolarli?
poi se allungo l'elastico della fionda di 10cm, e questo e' composto da due molle, come allungamento dovrei considerare soltanto la componente Y che quindi e' minore di 10cm?
come ultimo problema mi rimane quello di trovare la costante elastica del lattice che dovrebbe avere come unità di misura N/m, io su google proprio non la trovo :(
la forza elastica dipende solo dalla costante elastica della molla e dall'allungamneto relativo rispetto alla condizione di riposo..se consideri come riferimento la lunghezza dell'elastico a riposo, non conta quanto questo sia lungo..se consideri l'allungamento dell'elastico, cioè di quanto sposti il proiettile, l'allungamento delle due singole molle dipende dal loro angolo rispetto alla vrticale...devi calcolare l'allungamento della molla come allungamento elastico*coseno angolo compreso direi..però bisognerebbe fare un disegno bn fatto pe vedere..per la costante elastica, posso provare a cercarla ma nn ti assicuro nulla
bene, quindi per la formula inversa di questa "cateto=ipotenusa*coseno angolo adiacente al cateto" se considero un triangolo rettangolo che ha per cateto l'allungamento di 10cm che è lo spostamento del proiettile, e come ipotenusa l'effettivo allungamento della molla, per trovarmi l'ipotenusa dovrei dividere il cateto che è di 10cm per il coseno dell'angolo adiacente, che è metà dell'angolo che forma la postazione del proiettile con le due molle.
si è esatto..prova a farlo in questo modo...:hi
nico, con la formula delle componenti non mi e' chiaro qualcosa, cioe' io dovrei conoscere soltanto l'accelerazione totale che ha questo oggetto, che magari posso scomporre in accelerazione x e y (?) con coseno e seno... ma le velocita' non le ho...
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