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fisica:esperienze:legge_di_hooke

LAB2GO Scienza

Legge di Hooke

Descrizione dell'esperimento

La legge di Hooke fu enunciata per la prima volta nel 1675 dal fisico inglese Robert Hooke. Essa afferma che la forza applicata da una molla, quando è sottoposta a compressione o trazione, è direttamente proporzionale allo spostamento subito, rispetto alla posizione di riposo, e opposta allo spostamento:

F=-kx

  • F è il modulo della forza applicata
  • x è il modulo dello spostamento subito dalla molla
  • k è la costante elastica

Per dimostrare la suddetta legge:

  1. misurare la lunghezza della molla a riposo;
  2. applicarvi (alla molla) un peso e misurare lo spostamento;
  3. riportare in una tabella i dati ottenuti per diverse tensioni applicate;
  4. costruire un grafico con lo spostamento sull'asse delle ascisse e la forza esercitata dalla molla sull'asse delle ordinate riportando su questa i dati sperimentali;

Il grafico che si va a formare con i dati ottenuti formerà una retta passante per l'origine: il rapporto tra forza applicata e spostamento sono costanti. Possiamo dunque affermare che:

F/x=k

dove x è lo spostamento subito dalla molla. Da questa proporzionalità si ricava infatti proprio la legge di Hooke che è infatti F=kx, cui può essere aggiunto un meno per indicare che il verso di questa forza è opposto a quello dello spostamento. Così diviene proprio:

F=-kx

La legge aiuta a descrivere il Comportamento elastico di una molla

Strumenti

Link Descrizione
DinamometroDinamometri con un'incertezza di 0,001 kg
MollaStrumento allungabile dopo aver applicato una forza a seguito del quale ritorna in posizione di equilibrio
Metrometro estendibile(con un'incertezza di 0,1 cm)

Esperienze con il dinamometro

Esperimento 1: impariamo a usare il dinamometro

Scopo:

Verificare la legge di Hooke che dimostra come la deformazione della molla del dinamometro è direttamente proporzionale alla forza esercitata su di essa; trovare la costante K delle forze.

Materiale usato:

  Asta di ferro
  Dinamometro
  Molla
  Tre pesetti da 25 g
  Righello

Svolgimento:

Prendiamo l'asta di ferro, la fissiamo su una base e all'estremità superiore attacchiamo una morsa che servirà a sorreggere il dinamometro(immagini a lato). Questo strumento serve a misurare la forza; esso è costituito da una molla con scala graduata in Newton(N). Quest'attrezzo sfrutta la Legge di Hooke, la quale afferma che la deformazione della molla è direttamente proporzionale alla forza applicata.

Prendiamo, quindi, uno dei pesetti e lo attacchiamo all'estremità del dinamometro. La molla si allunga e misuriamo l'allungamento con un righello: 2,5 cm. Dopo aver annotato la prima misura, colleghiamo il secondo pesetto al primo e calcoliamo la lunghezza della molla che ora è di 5 cm. Procediamo anche con il terzo pesetto ripetendo la precedente operazione e osserviamo che la molla si allunga di altri 2,5 cm arrivando a una deformazione di 7,5 cm. Il grafico rappresenta le misurazioni effettuate.


Schede didattiche

fisica/esperienze/legge_di_hooke.txt · Ultima modifica: 2019/09/23 14:30 (modifica esterna)