LE FORZE |
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Discussione e formulazione del problema Esistono vari tipi di forze, che abbiamo individuato con l'osservazione e la discussione; siamo abituati ad usare la forza peso, osserviamo gli effetti della forza di gravità e della forza muscolare… dire cosa sono è difficile, mentre i loro effetti sono facilmente osservabili: una forza può deformare, accelerare o fermare gli oggetti. Oggetti come le molle o gli elastici si deformano in generale temporaneamente. Cerchiamo di capire come si descrive una forza e quali effetti ha su alcuni corpi. |
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Ipotesi Le forze fanno allungare i corpi elastici producendo allungamenti misurabili |
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| Materiale Molle, pesetti, elastico, carta millimetrata, tavolette di legno, chiodi, martello, pinze, colla, lente,… Procedimento Preparare un’asta di legno e fissarla verticalmente o al muro o tramite un’alzata di metallo. Fissare sull’asta un chiodo in alto. Incollare un foglio millimetrato alla tavoletta di legno. Appendere al chiodo le molle o gli elastici di diverso tipo, poi attaccare un sacchetto con una graffetta all’elastico inserendo oggetti di diverso peso oppure appendere pesetti già noti. |
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| Registrare in tabella gli allungamenti dell'elastico o della molla rilevati su carta millimetrata in corrispondenza di ogni valore del peso applicato. | |
| Osservazioni Gli allungamenti ottenuti con l'elastico di gomma nera aumentano con l'aumentare del peso in modo molto irregolare. Gli allungamenti registrati con alcune molle di cui abbiamo rilevato il numero di spire, la sezione del ferro che costituisce le spire e il diametro delle spire risultano aumentare in modo proporzionale al peso applicato, entro certi intervalli. |
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| Conclusioni Dalle
tabelle e dal grafico allegato si nota che
l'allungamento è direttamente proporzionale alla forza, e questo
comportamento ci permette di dire che i dinamometri che misurano
appunto le forze sono costruiti su questa legge matematica valida per
le molle entro certi intervalli di peso applicato e che dipende
naturalmente dal tipo di molla. La legge è pertanto F/l = k. Nel
nostro caso poiché la variabile dipendente è su y e F, variabile
indipendente è su x, la legge (nell'ambito degli errori sperimentali)
l = 0,5 F. La legge dell'allungamento della molla allora sarà F
= 1/k.l =2.l |
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