moto accelerato su piano inclinato: esperimento con i campanelli

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SCHEDA DI PRESENTAZIONE: PROJECT WORK SCIENTIFICO

Moto accelerato su piano inclinato: esperimento con i campanelli

Presentazione:

Il video mira a riprodurre, in maniera semplificata, un esperimento di grande importanza per la storia della dinamica, ovvero quello del piano inclinato e dell’orologio ad acqua di Galileo Galilei, che permise di dimostrare che il moto di un corpo su un piano inclinato è rettilineo uniformemente accelerato.

Struttura del video e scelte di layout:

L’elaborato si può dividere in 4 parti principali:

  • Introduzione: si spiega in che cosa consiste l’esperimento, lo scopo e quali risultati aspettarsi.
  • Costruzione dell’apparato sperimentale: si mostra il materiale occorrente e un tutorial dei vari passaggi.
  • Verifica del risultato: ci si accerta che l’esperimento effettivamente funzioni e che i risultati ottenuti corrispondano a quelli previsti.
  • Conclusione: spiegazione dei risultati ottenuti, anche attraverso una rappresentazione grafica.

Contenuti teorici esposti:

L’esperimento di Galileo fu di fondamentale importanza per gli studi successivi di cinematica e dinamica. Infatti, prima dello scienziato pisano, si credeva, secondo la fisica aristotelica, che i corpi in caduta acquistassero subito una velocità, dipendente solo dal loro peso e dall’accompagnamento offerto dal mezzo. Galileo, invece, dimostrò che la velocità dei corpi in caduta dipende dalla velocità iniziale, ma anche da un’accelerazione costante nel tempo.

Aspetto sperimentale:

L’obbiettivo dell’esperimento è dimostrare che il moto di un oggetto lungo un piano inclinato è rettilineo uniformemente accelerato, ovvero che gli spazi percorsi sono proporzionali al quadrato dei tempi impiegati per percorrerli.

MATERIALE OCCORRENTE:

  • una sfera metallica
  • 3 campanelli
  • dello spago
  • del nastro adesivo
  • un metro
  • un canale liscio e con dei bordi rialzati lungo circa 1 metro
  • un supporto

PROCEDIMENTO:

  • Dividere la canalina in spazi uguali, partendo a misurare dall’inizio e facendo un segno ogni 10 centimetri.
  • Aiutandosi con dello spago e del nastro adesivo, fissare i 3 campanelli rispettivamente ai punti corrispondenti al primo, al quarto e al nono spazio.
  • Posizionare la canalina sul supporto, in modo da tenerla inclinata.
  • Far cadere la pallina metallica dalla cima della canalina senza imprimerle il movimento e verificare che gli intervalli di tempo tra i suoni dei campanelli siano costanti.

CONCLUSIONE:

Se gli intervalli di tempo sono costanti significa che la pallina ha percorso 1 spazio in 1 tempo, 4 spazi in 2 tempi e 9 spazi in 3 tempi e che quindi il suo moto è rettilineo uniformemente accelerato.

PROBLEMATICHE:

La problematica principale che si potrebbe dover affrontare è quella di reperire un canale che rispetti i requisiti per realizzare l’esperimento, ovvero che sia liscio, con dei bordi rialzati e sufficientemente lungo.

Bisogna anche fare attenzione a come vengono fissati i campanelli: la sferetta metallica deve urtarli per fare in modo che si sentano i rintocchi, ma il suo passaggio non deve essere ostruito.

Infine, è importante anche far cadere la sfera senza imprimerle il movimento, perché altrimenti la sua velocità iniziale impedirebbe agli intervalli di tempo tra i suoni dei campanelli di essere costanti.

Sitografia:

Sito del Museo Galileo di Firenze https://www.museogalileo.it/it/:

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