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fisica:esperienze:equilibrio_su_piano_inclinato

LAB2GO Scienza

Equilibrio su Piano Inclinato

Descrizione

Posizionare sul piano inclinato il carrellino quindi collegare attraverso un filo passante per una carrucola il carrellino a un peso. L’esperimento dimostra che il carrello rimane in equilibrio sul piano inclinato in quanto la resistenza posta dal peso applicato alla carrucola gli impedisce di cambiare posizione. Infatti, la carrucola è in grado di cambiare la direzione della forza peso del pesetto che trascurando gli attriti è interamente trasferita alla tensione del filo. Ciò vuol dire, facendo riferimento alla figura, che la componente parallela della forza peso del carrello $P_x$ è equilibrata dalla forza peso $F$.

Scopo

Gli obiettivi che ci prefiggiamo in questa esperienza sono:

  1. Studiare l’equilibrio di un corpo su di un piano inclinato, trascurando l’attrito;
  2. Determinare l’intensità della forza equilibrante che serve per mantenere in equilibrio il corpo sul piano inclinato.

Richiami

L’esperimento si collega al seguente principio (condizione di equilibrio traslazionale): “Un corpo è in condizione di equilibrio quando la risultante di tutte le forze che agiscono sul corpo è nulla“. La regola fa riferimento al sottostante schema.

La figura mostra la relazione d'equilibrio per il piano inclinato. Immagine da INFtub

Per le considerazioni precedenti possiamo scrivere $$P_x=F$$ dove $$ \begin{cases} P_x=m_cg\frac{h}{l}\\ F=m_pg\\ \sin\theta=\frac{h}{l} \end{cases} $$ in cui $g$ è l'accelerazione di gravità, $m_p$ e $m_c$ sono rispettivamente la massa del peso e del carrello, infine $h$ e $l$ sono l'altezza e la lunghezza della guida. La condizione dell'equilibrio è quindi $$ m_c\frac{h}{l}=m_p.$$ Quindi se il piano inclinato forma un angolo $\theta$ rispetto all'orizzontale tale che $$\sin\theta=\frac{m_p}{m_c}$$ il sistema è in equilibrio.

Strumenti necessari

Strumento Descrizione
Piano Inclinato Superficie in grado di formare angoli compresi tra 0 e 90
Carrucola Una carrucola è un dispositivo che permette di sollevare masse tramite la trasmissione della forza peso di una seconda massa appesa all'altro estremo
Carrello Un carrello è un dispositivo con il quale si svolgono esperimenti di meccanica

Sitografia

Link Descrizione
Youtube Scomposizione forze
Youtube Esperimento equilibrio forze
3bscientificPiano inclinato professionale
Studio dell'equilibrio su piano inclinato Esempio presa dati

Scheda Didattica

Schede DidatticheDescrizione
Il Piano InclinatoVarie schede didattiche sul piano inclinato


fisica/esperienze/equilibrio_su_piano_inclinato.txt · Ultima modifica: 2022/04/20 12:08 da giulia.debonis