Problema: quali sono le grandezze che determinano l'equilibrio di un corpo posto su di un piano inclinato? (studi di G.Galilei - IMSS Firenze)

1) Lungo uno scivolo mi accorgo che più il corpo (P) è pesante, maggiore è la forza (Fp) che occorre per tenerlo in equilibrio;

2) Più è alto (h) lo scivolo, a parità di P, maggiore è la forza (Fp);

3) Più è lungo (l) lo scivolo, a parità di h e P, minore è la forza (Fp) che occorre per tenere in equilibrio il corpo.

Ipotesi di soluzione: poiché notiamo che aumentando la lunghezza (l) dello scivolo, a parità di altezza (h) e peso (P), diminuisce la forza (Fp), possiamo ipotizzare che le due grandezze (l e Fp) siano inversamente proporzionali; poiché aumentando l'altezza (h) dello scivolo, a parità di P e l, aumenta la forza (Fp), possiamo ipotizzare che le due grandezze (h e Fp) siano direttamente proporzionali.

Materiali: carrello con ruote, piano inclinato, carrucola con corda legata al carrello. [foto]

Strumenti di misura: pesetti tarati.

Procedimento: rilevo i dati variando prima solo l'altezza del piano [1], poi la lunghezza [2] e infine la massa del carrello [3].

Calcolo della proporzionalità.

Considerazioni geometriche.

Sperimentalmente abbiamo dimostrato che la Forza (Fp) è direttamente proporzionale all'altezza (h) del piano inclinato e al Peso (P) del corpo ed è invece inversamente proporzionale alla lunghezza (l).