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2. Descrizione
L'apparecchio per il calcolo del moto rotazionale
è utilizzato per determinare l'accelerazione
angolare in funzione della coppia e per
determinare il momento d'inerzia in funzione
della distanza del corpo dall'asse e dalla sua
massa.
Un asse girevole verticale con cuscinetti di
agata sostiene una barra a cui sono fissati i
pesi. La forza del peso motore viene trasferita
tramite una puleggia e una corda avvolta intorno
ad un mandrino sull'asse.
3. Caratteristiche tecniche
Piastra di base:
Barra:
Mandrino:
Peso:
4. Accessori aggiuntivi
Asta graduata
Cronometro digitale
5. Misure sperimentali
5.1 Calcolo dell'accelerazione angolare
•
Posizionare i pesi sulla barra e fissarli con i
dispositivi di fissaggio, inserire la corda e
avvolgerla al mandrino, far passare la corda
sopra la puleggia e avvolgerla, collegarla al
supporto
per
perpendicolare
sollevato il supporto con i pesi.
•
Due studenti devono stare pronti con i
cronometri.
•
Rilasciare il supporto con i pesi.
200 mm x 140 mm
600 mm
9/18 mm Ø
1,3 kg circa
1000742
U11902
pesi
e
mantenerla
al
mandrino.
Tenere
•
Uno studente registrerà il tempo che
intercorre tra il momento in cui il supporto
viene rilasciato e il momento in cui tocca il
suolo.
•
Non appena il peso tocca il suolo, il secondo
studente registrerà il tempo necessario alla
barra per effettuare due rotazioni. Fate
attenzione a registrare tali misure prima che
l'apparecchio rallenti a causa della frizione.
•
Calcolate la velocità angolare ω della barra
in radianti/secondo, tenendo presente che
una rotazione corrisponde a 2π radianti.
•
L'accelerazione
dall'equazione
Δ
ω
α
=
t Δ
Δω è il valore calcolato per la velocità
angolare finale (quella iniziale era uguale a
zero) e Δt è il tempo necessario perché il
peso tocchi il suolo.
•
Ripetete i calcoli alcune volte ed effettuate
una media dei risultati.
•
Provate a modificare i pesi del supporto, i
pesi sull'asta e la posizione dei pesi sull'asta
e controllate se la velocità angolare subisce
variazioni.
5.2 Calcolo della coppia
È possibile effettuare un calcolo teorico e
sperimentale
della
paragonare I due valori risultanti. Disponete gli
strumenti come in 5.1.
La coppia teorica è data dall'equazione:
τ
=
=
sin
r
x
F
rF
θ
=
90
poiché la corda è perpendicolare al
raggio dell'apparecchio. r è il raggio del
mandrino. F = mg dove m è la somma dei pesi
asolati e del supporto. Quindi la coppia teorica è
data da:
τ
=
rmg
•
Per trovare il valore sperimentale della
coppia, è necessario per prima cosa
calcolare
utilizzando i metodi descritti in 4.1.
•
Calcolate il momento d'inerzia misurando le
distanze dai pesi sull'asta e utilizzando
l'equazione seguente:
1
=
⋅
I
M
barra
12
•
Moltiplicate l'accelerazione angolare per il
momento d'inerzia e troverete la coppia
τ I
=
α ⋅
2
angolare
è
coppia
e
in
θ
l'accelerazione
angolare
2
2
⋅
+
⋅
L
M
R
pesi
data
seguito
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