Principio della conservazione della quantità di moto

Verifichiamo la quantità di moto che ha la slitta prima e le due slitte dopo la prova

Le prove che seguono sono state effettuate sulla guida a cuscino d'aria, utilizzando due slitte, dotate di due bandierine della lunghezza di 10cm e con un cronometro digitale regolato in modo da misurare il tempo di oscuramento della bandierina, cioè in modo da fornire il tempo che impiega la slitta a percorrere 10cm.

Si sono fatte 6 prove eseguendo urti elastici e urti non elastici e variando la massa delle slitte.

       dati sperimentali                                                               1° PROVA  Urto Elastico      

massa 1= 0,200kg

Massa 2= 0,200kg

Tempo 1= 0,17s            

Tempo 2 =0,17s

Spazio 1=0,10 m

Spazio 2=0,10m

 

                                                         Descrizione: La slitta 1 viene lanciata contro la seconda che è inizialmente ferma;  passa prima davanti alla fotocellula 1 che misura il suo tempo di oscuramento T1; quindi colpisce la slitta 2 e si ferma, mentre la slitta 2 si mette in moto e passa davanti alla seconda fotocellula che misura T2.                                        

 Dati e calcoli:

 Applichiamo il principio di conservazione della quantità di moto che afferma che la quantità di moto di un sistema prima dell'urto è uguale alla quantità di moto del sistema dopo l'urto

                                            qdm(prima)=qdm(dopo)                                                                                                                                         m1*v1=m2*v2          cioè            m1*s1/t1=m2*s2/t2  

                             e inserendo i valori misurati otteniamo                                                                                               0,2*0,1/0,17=0,2*0,1/0,17         ed eseguendo i calcoli                0,12 kg*m/s=0,12 kg*m/s 

che quindi conferma che la QdiM prima dell'urto è uguale alla QdiM dopo l'urto

2° PROVA Urto Anelastico

massa 1= 0,200kg

Massa 2= 0,200kg

Tempo 1= 0,15s            

Tempo 2 =0,31s

Spazio 1=0,10 m

Spazio 2=0,10m

 

Descrizione: La slitta 1 viene lanciata, passa la 1° fotocellula, colpisce la slitta 2 e resta unita ad essa e passano la 2° fotocellula.         Solo la slitta 1 è dotata di bandierina oscurante                                                      

Dati e calcoli:                                          qdm(prima)=qdm(dopo)                                     

                                                                            m1*v1=m2*v2                                            

 m1*s1/t1=(m2+m1)*s2/t2            0,2*0,1/0,15=0,4*0,1/0,31          0,12 kg*m/s=0,13 kg*m/s                      

 Anche in questo caso abbiamo un'ottima verifica sperimentale

 3° PROVA Urto Anelastico 

massa 1= 0,200kg

Massa 2= 0,300kg

Tempo 1= 0,20s            

Tempo 2 =0,54s

Spazio 1=0,10 m

Spazio 2=0,10m

 

 

 Descrizione: La slitta 1 viene lanciata, passa la 1° fotocellula, colpisce la slitta 2 e si la slitta 2 a cui si unisce e passano la 2° fotocellula.                                                                                                         Dati e calcoli:                                              qdm(prima)=qdm(dopo)                                       m1*v1=(m2*m1)*v2                                                 m1*s1/t1=(m2*m1)*s2/t2                            0,2*0,1/0,20=0,5*0,1/0,54                                                     0,100 kg*m/s=0,093 kg*m/s 

   e quindi, entro i margini di errore sperimentale,  conferma che la QdiM prima dell'urto è uguale alla QdiM dopo l'urto    ( è uno scostamento del 7% giustificato dal fatto che i tempi hanno una incertezza sensibile)               

 4° PROVA Urto anelastico 

massa 1= 0,2kg

Massa 2= 0,4kg

Tempo 1= 0,16s            

Tempo 2 =0,50s

Spazio 1=0,1 m

Spazio 2=0,1m

 

 

 Descrizione: La slitta 1 viene lanciata, passa la 1° fotocellula, colpisce la slitta 2 e si attacca e passa la 2° fotocellula.                                                                                                  

Dati e calcoli:                                                        qdm(prima)=qdm(dopo)                                                                                           

                                                                  m1*v1=(m2+m1)*v2                               m1*s1/t1=(m2+m1)*s2/t2                                                                                             0,2*0,1/0,16=0,6*0,1/0,50                                  

                                                         0,12 kg*m/s=0,12 kg*m/s     

   Anche in questo caso abbiamo una eccellente verifica sperimentale           

5° PROVA Urto elastico 

massa 1 = 0,200kg

massa 2 = 0,300kg

massa 3 = 0,200kg

Tempo 1= 0,16s

Tempo 2 = 0,20s

Tempo 3= 0,83s

Spazio 1= 0,10cm

Spazio  2= 0,10cm

Spazio  3= 0,10cm

Descrizione: La slitta 1 viene lanciata, passa la 1° fotocellula, colpisce la slitta 2 e la slitta 2 passa la 2° fotocellula e la slitta 1 ritorna indietro passano ancora per la fotocellula 1 (questo ultimo tempo lo chiamiamo T3)

      Dati e calcoli:                        qdm(prima)=qdm(dopo)                                                                                                                                       m1*v1=m2*v2 - m3*v3                     m1*s1/t1=m2*s2/t2- m3*s3/t3                                                         0,2*0,1/0,16=0,3*0,1/0,20- 0,2*0,1/0,83                 0,13 = 0,15-0,02        

                 e quindi si ottiene          0.13 kg*m/s=0.13 kg*m/s  

 che quindi conferma che la QdiM prima dell'urto è uguale alla QdiM dopo l'urto

massa 1 = 0,300kg

massa 2 = 0,200kg

massa 3 = 0,300kg

Tempo 1= 0,18s

Tempo 2 = 0,15s

Tempo 3= 0,82s

Spazio 1= 0,10cm

Spazio 2= 0,10cm

Spazio 3= 0,10cm

 6° PROVA

Urto Elastico                                                  Descrizione: La slitta 1 viene lanciata, passa la 1° fotocellula, colpisce la slitta 2 e la slitta 2 passa la 2° fotocellula e anche la slitta 1 passa per la fotocellula 2(questo tempo lo chiamiamo T3)                

Dati e calcoli:                                               qdm(prima)=qdm(dopo)                                                                                  m1*v1=m2*v2 + m3*v3                                                                                           m1*s1/t1=m2*s2/t2+ m3*s3/t3           

                             0,3*0,1/0,18=0,2*0,1/0, 15+ 0,3*0,1/0,82      eseguendo ...      0,17 =0,13+0,04                                                                                                    0.17 kg*m/s=0.17 kg*m/s  

      che quindi conferma che la QdiM prima dell'urto è uguale alla QdiM dopo l'urto                                                                                                                    

Dei Rossi, 2BT,   19 gennaio 2016