1. Spazio, tempo, velocità e accelerazione SCHEDA di ... - I@PhT
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“Tre mattine all’Università” 2005/06<br />
Incontri <strong>di</strong> Fisica<br />
<strong>1.</strong> <strong>Spazio</strong>, <strong>tempo</strong>, velocità e <strong>accelerazione</strong><br />
<strong>SCHEDA</strong> <strong>di</strong> LAVORO<br />
ATTIVITA’ 1 “Facciamo due passi…”<br />
Digita APPS dai tasti della calcolatrice, seleziona HOME e lancia il programma<br />
PHYSICS( ) <strong>di</strong>gitando questi caratteri sulla barra <strong>di</strong> scrittura.<br />
Seleziona : - <strong>1.</strong> PREDISPOSIZIONE SONDE<br />
- 2. UNO<br />
- 3. SONAR<br />
Torna sul menu principale e seleziona : ACQUISIZIONE DATI<br />
GRAFICO VS TEMPO<br />
Pre<strong>di</strong>sponi in modo da effettuare 100 acquisizioni, una ogni decimo <strong>di</strong> secondo, scegli<br />
<strong>di</strong> visualizzare il grafico dopo l’acquisizione.<br />
Ora il sistema è pronto per l’acquisizione dati.<br />
Uno <strong>di</strong> voi cammini su un percorso rettilineo davanti al sonar.<br />
Come sarà il grafico spazio-<strong>tempo</strong> <strong>di</strong> questa camminata<br />
Prova a rappresentare graficamente l’andamento della sua posizione al variare del <strong>tempo</strong>,<br />
introducendo nel grafico anche qualche in<strong>di</strong>cazione sui valori numerici delle grandezze considerate.<br />
s<br />
t<br />
Effettuata l’acquisizione clicca su DISTANZA e confronta il grafico fornito dalla calcolatrice con le<br />
tue previsioni.
Cosa si può dedurre sull’andamento della velocità<br />
Provate a riprodurre il grafico della velocità della camminata appena effettuata.<br />
v<br />
t<br />
Seleziona ENTER, clicca su VELOCITA’ e confronta il grafico fornito dalla calcolatrice con le tue<br />
previsioni.<br />
Provate a fare una previsione sull’andamento dell’<strong>accelerazione</strong> in funzione del <strong>tempo</strong>.<br />
a<br />
t<br />
Seleziona ENTER, clicca su ACCELERAZIONE e confronta il grafico fornito dalla calcolatrice<br />
con le tue previsioni.
ATTIVITA’ 2 “....prova a rifarlo”<br />
Torna al menù <strong>di</strong> acquisizione e seleziona il comando RIPRODUCI GRAFICO, e poi DISTANZA.<br />
A caso viene selezionato un grafico fra una serie <strong>di</strong>sponibili in memoria:<br />
Tenendo il sonar in una mano e la calcolatrice nell’altra mano, puntare il sensore su un muro, in<br />
modo più perpen<strong>di</strong>colare possibile e muovendosi in modo opportuno ognuno <strong>di</strong> voi provi a<br />
realizzare il grafico proposto: il grafico del vostro moto viene rappresentato su quello esistente in<br />
memoria.<br />
a) Devi camminare avanti o in<strong>di</strong>etro per fare in modo che un segmento si inclini verso l’alto<br />
Perché.......................................................................................................................................................<br />
......................................................................................................................................................................<br />
b) Cosa è necessario fare per ottenere un segmento orizzontale..................................................<br />
………………………………………………………………………………………………….................................................................<br />
c) Che cosa in<strong>di</strong>ca la pendenza <strong>di</strong> un segmento Quale grandezza fisica può essere associata<br />
a tale ‘pendenza’ …………………………………………………………………………………................................................<br />
………………………………………………………………………………………………….................................................................<br />
Ora prova a riprodurre un grafico <strong>di</strong> VELOCITA’.<br />
d) A cosa corrisponde un tratto orizzontale nel grafico della velocità in funzione del<br />
<strong>tempo</strong>........................................................................................................................................................<br />
......................................................................................................................................................................<br />
e) A cosa corrispondono i tratti inclinati..............................................................................................<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………..................................................................................................................................<br />
ATTIVITA’ 3 : Microgravità<br />
Posiziona il sonar a terra, con l’emettitore <strong>di</strong> ultrasuoni rivolto verso l’alto. Lega con un cor<strong>di</strong>no il<br />
piatto in alluminio che hai a <strong>di</strong>sposizione e fai cadere il piatto sul sonar.<br />
Acquisisci il grafico con i coman<strong>di</strong> menzionati sopra.<br />
a) Che cosa rappresenta il punto più alto del grafico <strong>di</strong>stanza-<strong>tempo</strong><br />
b) Quanto impiega la palla a cadere a terra la prima volta (muovendo il cursore sul grafico<br />
esso in<strong>di</strong>ca le coor<strong>di</strong>nate x, y per ogni punto).<br />
Analizza anche i grafici della velocità e dell’<strong>accelerazione</strong> in funzione del <strong>tempo</strong>.<br />
c) Che velocità dovrebbe avere la palla quando arriva a terra Prova a calcolarla.<br />
Confrontala con il valore della velocità acquisita dal grafico. Corrispondono<br />
Ora utilizza un altro strumento per analizzare il moto <strong>di</strong> caduta : l’accelerometro.<br />
Posiziona l’accelerometro con la freccia rivolta verso l’alto e poi prova a farlo cadere dall’alto<br />
(…con le cautele del caso : potete tenere in mano un’estremità del filo in modo che<br />
l’accelerometro si arresti prima <strong>di</strong> toccare il suolo!).
Che cosa si osserva nel grafico dell’<strong>accelerazione</strong> in funzione del <strong>tempo</strong>.........................................<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………<br />
A che tratto corrisponde il momento <strong>di</strong> caduta libera Quanto dura................................................<br />
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….<br />
E qual è l’<strong>accelerazione</strong> corrispondente.....................................................................................................<br />
E se cadeste voi ‘dall’alto’ (occhio a non esagerare) con l’accelerometro in mano, cambierebbe<br />
qualcosa nel grafico dell’<strong>accelerazione</strong> ………………………………………………………………………………………………….<br />
Fate delle previsioni in proposito, e poi confrontatele con i grafici relativi ai vostri salti.<br />
Quanto dura il momento <strong>di</strong> caduta libera E il momento dell’impatto al suolo è istantaneo o ha<br />
una certa durata.............................................................................................................................................<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..<br />
Perché si tende naturalmente a piegare le ginocchia al momento dell’impatto................................<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..<br />
ATTIVITA’ 4 : Molla<br />
Sempre con il sonar a terra, con l’emettitore <strong>di</strong> ultrasuoni rivolto verso l’alto, posiziona in<br />
corrispondenza del suo cono d’azione, la molla con il peso. Per intercettare meglio gli ultrasuoni è<br />
necessario estendere la superficie inferiore del peso, magari incollando un cartone o il piatto usato<br />
in precedenza al peso stesso.<br />
Acquisisci i grafici <strong>di</strong> spazio, velocità e <strong>accelerazione</strong> in funzione del <strong>tempo</strong>.<br />
Prova ad analizzare i grafici forniti dalla calcolatrice. A cosa corrispondono i massimi, nel<br />
grafico spazio-<strong>tempo</strong> Qual è il valore della velocità a questi stessi istanti<br />
Per visualizzare meglio il grafico dell’accerazione, ripeti la misura utilizzando l’accelerometro.<br />
A cosa corrispondono i massimi nel grafico <strong>accelerazione</strong>-<strong>tempo</strong><br />
In quanto <strong>tempo</strong> l’<strong>accelerazione</strong> passa dal valore massimo al minimo, in un’oscillazione<br />
Si può provare a stimare il valore della costante elestica della molla
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