Indice
Piano inclinato e misura di $\mu_s$
Obiettivo esperimento
Misurare il coefficiente di attrito statico ($\mu_s$) tra un blocco di massa $M$ ed un piano inclinato.
Descrizione esperimento
L'apparato sperimentale è formato da un piano inclinato su cui è posto un carrello fissato tramite a un dinamometro all'apice del piano inclinato. L'attrazione gravitazionale muove il carrellino verso il basso allungando il dinamometro.
L’angolo $\alpha$ di inclinazione del piano si può calcolare utilizzando le formule della tangente per angoli limitati, ovvero: $\tan\alpha=\frac{h}{L}$, dove $h$ è il punto più alto del piano ed $L$ la proiezione del piano inclinato sul piano orizzontale. Di conseguenza, essendo il corpo in equilibrio, la somma delle forze che agiscono su di esso deve essere necessariamente pari a $0$. Sul piano perpendicolare la componente della forza peso ($P_\perp$ ) è bilanciata dalla reazione vincolare del piano ($N$). Sul piano parallelo la componente parallela della forza peso ($P_{//}$) è bilanciata dalla somma della forza parallela misurata ($D$) e dalla forza di attrito ($F_a$): $$F_a=P_{//}-D.$$ Da ciò, sapendo anche che $F_a=\mu_s P\cos\alpha$, ci si può ricavare il coefficiente di attrito statico $$\mu_s=\frac{P\sin\alpha-D}{P\cos\alpha}$$ L'esperimento si deve ripetere più volte cambiando il valore dell'angolo $\alpha$, oppure utilizzando un carrello più pesante, al fine di ottenere più misure indipendenti di $\mu_s$. Ci aspettiamo che tale valori non cambi e che sia possibile ottenere la miglior stima di $\mu_s$ tramite la media aritmetica.
Analisi dei dati e conclusioni
Si osserva che, al variare dell'angolo e della massa M, il coefficiente di attrito statico resta pressoché inalterato.
Note: Non effettuare cambiamenti di massa troppo piccoli, non utilizzare angoli superiori a 70° circa.
Materiale
Strumenti | Descrizione |
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Piano inclinato | Modello volto a studiare il moto di un corpo su un piano inclinato rispetto all'orizzontale di un angolo assegnato |
Dinamometro | Strumento di misura utilizzato in meccanica per determinare l'entità di una forza ad esso applicata |
Masse campione | Pesetti di masse e forma differenti utilizzati in esperimenti di statica e dinamica che richiedono la presenza di determinate forze peso |