settimana scientifica 2008 2009
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XIX settimana scientificaIstituto d’istruzione superiore A.Poliziano Montepulciano
A.S. 2008-2009
“ E caddi come corpo morto cade”
IL moto uniformemente accelerato;Galileo e l’esperimento del piano inclinato
Presentato dagli alunni delle classi 4A, 4C, 4D S.Bellarmino
Prime osservazioni“Se gli elementi leggeri, come il
vapore, salgono naturalmente verso l’alto, al contrario un corpo
come una pietra cade verso il basso per raggiungere il suo luogo
naturale: il centro della Terra.” (Aristotele IV
sec A.C.)
Interpretazioni
Il progressivo aumento della velocità di
caduta viene spiegato da Aristotele come un
sempre più grande anelito al
ricongiungimento con il luogo naturale.
Galileo Galilei (XVII sec. D.C.) riuscì
a misurare l’aumento di
velocità di caduta grazie al piano inclinato che
permetteva di rallentare il fenomeno.
Uno strumento per un problema
Costruzione di uno strumento“In un corrente di legno si era incavato un canaletto, poco più largo di un dito, drittissimo, ben pulito e liscio…Si faceva in esso
scendere una palla di bronzo durissima, ben rotondata.”
(Galileo)
Spazio e tempo definiscono un moto“Elevando sopra un piano orizzontale una
delle estremità si lasciava scendere per il dritto canale la palla notando il tempo che
consumava nello scorrerlo e replicando l medesimo atto molte volte per assicurarsi bene della quantità
del tempo.”
(Galileo)
Ogni esperimento ha il suo errore
Il punto di vista dello sperimentato e la sua rapidità di manovra
causano notevoli differenze nelle
misure.
Ogni errore ha un rimedio
Traguardare in modo corretto e ripetere
le misurazioni possono far
diminuire gli errori sperimentali.
Le osservazioni diventano misureI dati riguardano lo spostamento (espresso in cm) percorso dalla pallina in intervalli di tempo (espressi
in ml d’acqua) e sono registrati in un’apposita tabella.
S[cm] t1[ml] t2[ml] tmedio[ml] t²[ml] S/t S/t²50 3,8 4,0 3,9 15,2 12,82 3,28100 5,2 5,2 5,2 27,0 19,23 3,70150 6,8 6,0 6,4 41,0 23,43 3,66200 7,2 7,4 7,3 53,3 27,39 3,75250 8,4 8,2 8,3 68,9 30,12 3,63300 8,8 8,6 8,7 75,7 34,48 3,96
Alla ricerca di leggirapporti s/t
Gli spazi percorsi non sono direttamente proporzionali ai tempi impiegati a percorrerli perché i loro rapporti non sono costanti. Quindi il moto di caduta non è rettilineo uniforme perché la velocità varia e il suo grafico non è
una retta.
0
50
100
150
200
250
300
350
0 2 4 6 8 10
Serie1
Poli. (Serie1)
S[cm] t[ml]0 050 3,8100 5,2150 6,8200 7,2250 8,4300 8,8
Rapporti s/t²Gli spazi percorsi sono direttamente
proporzionali al quadrato dei tempi impiegati a percorrerli, infatti i loro rapporti sono
costanti. Il moto di caduta è uniformemente accelerato e il suo grafico è una retta.
0
50
100
150
200
250
300
350
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Serie1
Lineare (Serie1)
S[cm] t²[ml]0 050 15.2100 27.0150 41.0200 53.3250 68.9300 75.7
ConclusioniLe cose in movimento sembrano sfuggire al
calcolo ma Galileo, con l’esperimento del piano inclinato, dimostra che è possibile
misurare l’accelerazione dei corpi in caduta libera e formulare la legge che regola tale
moto.
BibliografiaG.Gamow - ”Biografia della fisica” Ed. Mondadori MI 1963A.Letizia - ”Explora 1” Ed. Hoepli MI 2008L.Cresci - ”Le curve matematiche” Ed. Hoepli MI 2005A.Frova - ”La fisica sotto il naso” Ed. Superbur MI 2001http:// comenius.liceodavincitn.ithttp:// digilander.it/bar di scienza