Dimostrare f=ma

[gibbs helmoltz]

ciao a tutti,dovrei descrivere l'esperimento che rende valida l'espressione f=ma dove a è diversa dall accelerazione di gravità.

sapendo che a=omega^2*r

potrei usare un disco rotante parallelo al piano e dando una velocità angolare nota misuro progressivamente la forza...avendo noti gli altri parametri,ma il punto è che tipo di dinamometro potrei utilizzare per misurare la forza centrifuga?
grazie a todos

[maurymat]

Un modo, magari non precisissimo, che mi viene in mente al volo sarebbe quello di legare un normale dinamometro per un estremita all'asse di rotazione del tuo disco e all'altra estrmità una massa nota. Mettendo in rotazione il disco con velocità angolare nota, sul dinamometro avresti una misura della forza centrifuga. Cambiando la massa, gli allungamenti del dinamometro sarebbero diversi e proporzionali alla massa stessa. L'accelerazione è nota dalla formula che hai scritto non rimarrebbe che verificare che i risultati siano congrui alla F=ma.
L'unica difficoltà è la lettura del dinamometro che nel nostro caso girerebbe insieme al disco. Se avessi più attrezzi questa difficoltà potrebbe essere superata, per esempio, "graduando" l'intero disco. Potresti, con un po' di pazienza, stampare facilmente con un computer una serie di cerchi concentrici di colore diverso e raggio noto e incollarlo sul tuo disco. Con un simile sistema sarebbe facile poter registrare gli allungamenti del dinamometro. Potresti preventivamente tarare i cerchi prima di fare l'esperimento con opportune sollecitazioni del dinamometro stesso. Non so se sono stato chiaro, in ogni caso è solo un esempio.

P.S. Va da sè che dovresti usare masse di materiali e forme tali da minimizzare gli attriti sul disco!
Saluti

[gibbs helmoltz]

non potrei usare volendo un dinamometro elettronico che memorizza il valore della forza a regime e poi lo salva in modo tale da visualizzarlo anche quando faccio rallentare il disco per permettermi di prendere il dinamometro e leggerne la misura?
grazie 1000 un saluto

[maurymat]

Certamente sì, non sapevo che avessi a disposizione strumenti così "avanzati" eh, eh.
Saluti

[gibbs helmoltz]

eh si..diciamo finanzia l'università!:D
mi consigli un dinamometro che può tornare utile a questo esempio?pensi sia necessario controbilanciare il tutto con delle massette?oppure taro prima il dinamometro in qualche altro modo?il motore invece che tipo potrei mettere?voltaggio..ecc ecc

[maurymat]

Controbilanciare non sarebbe male, non fosse altro che per non avere uno sforzo sull'asse troppo grande che potrebbe introdurre attriti indesiderati sull'"alberino del motore". Se hai un dinamometro elettronico, penso che non hai bisogno di tarature, solo di qualche prova! Il motore non so consigliartelo, tutto dipende dal piatto girevole, da quanto è grande, se è largo e pesante potrebbe avere un alto momento d'inerzia e allora prima di rilevare la misura dovresti attendere il tempo giusto a farlo arrivare a regime. Più che il voltaggio è importante la potenza del motore. Esistono anche motori che funzionano a basso voltaggio ma hanno una bella potenza. In ogni caso il motore deve possedere un controllo sulla velocità di rotazione per poterla variare. Inoltre bisognerebbe non fidarsi del numero di giri dichiarato ma misurali (i giri) con qualche apposito contagiri.

Buon lavoro

[gibbs helmoltz]

ah ok perfetto,un ultima cosa:

non potrei decidere di eliminare il piatto rotante e di collegare direttamente il dinamometro sull 'asse del motore?poi collego ad una estremità del filo (di nylon va bene?) il dinamometro e all'altra estremità una massetta.in questo modo elimino il problema dell' inerzia del piatto rotante che penso non abbia grandi utilità.

che ne pensi?

[maurymat]

Completamente d'accordo! Penso che continui ad essere utile controbilanciare con delle masse nella direzione opposta al dinamometro

Ciao

[gibbs helmoltz]

azz un ingegnere mi ha detto "Mi pare che si richieda esplicitamente che si abbia una accelerazione a (che non sia la caduta libera). Col dinamomentro la misura di forza la fai solo in condizioni statiche, cioe' a=0".....sei d'accordo?

[maurymat]

il tuo "AZZ" mi ricordo un'esclamazione molto familiare! Non sarai mica napoletano come me, o giù di lì?
Allora, riguardo al quesito che poni, certo se non c'è il piatto sotto al dinamometro è molto più difficile evitare perturbazioni al sistema di misura. Così, per esempi, la massa del dinamometro in rapporto alle massette che vi si appendono, potrebbe non essere trascurabile e fare in modo che tutto il sistema non giri in un piano perfettamente perpendicolare all'asse di rotazione (condizione indispensabile per avere misure corrette della forza centrifuga).
Per ciò che concerne la possibilità di effettuare misure non statiche col dinamometro, mi dispiace ma non convengo. A patto che lo strumento sia costruttivamente fatto nella maniera opportuna, quando il sitema ruotante è a regime, cioè la velocità angolare si è stabilizzata, su di un ipotetico sistema di riferimento centrato sulla massa appesa al dinamometro, esistono solo due forze: la forza elastica della molla, e la forza centrifuga che peraltro, sono in equilibrio tra di loro, quindi la condizione a regime del sistema equivale perfettamente ad una sistema in equilibrio statico.
Ora non ho tempo ma ci sono altre considerazioni da fare a supporto della mia idea.
A presto

[salsa88]

mi piace questa tua idea...se farai una relazione me la manderesti così la leggo? il mio indirizzo email lo trovi sul profilo
grazie

[gibbs helmoltz]

si devo fare la relazione entro qualche giorno mi vuoi dare una mano a collaborare?:P