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robotica:esperienze:pianoinclinatodigalileo

LAB2GO Scienza

PIANO INCLINATO IN MOVIMENTO

Obiettivo dell’esperimento

Con questo esperimento scelto dal nostro team vogliamo cercare effettivamente di dimostrare la legge oraria di un corpo messo in movimento lungo un piano inclinato, secondo la legge $x=\frac{1}{2}at^2$. Tuttavia abbiamo deciso di introdurre una modifica all’esperimento per poter utilizzare anche il robot da noi costruito. Difatti dopo aver effettivamente lasciato andare una pallina lungo il piano inclinato ed aver dimostrato la validità della legge oraria sopra citata, vogliamo legare il piano inclinato, tramite l’ausilio di una corda, al robot e mettere in movimento quest’ultimo, lungo una linea retta. Infatti così facendo il movimento della pallina lungo il piano inclinato non sarà più un unico movimento ma l’unione tra due movimenti, ovvero un’alternanza tra un movimento obliquo (lungo il piano) e un movimento rettilineo nella direzione del trascinamento. Ci aspettiamo che così facendo la legge oraria $x=\frac{1}{2}at^2$ si modifichi in base al principio della composizione dei movimenti.

Nella sitografia riportiamo il link del video da cui abbiamo preso spunto per l’idea dell’esperimento da proporre.

ESPERIMENTO:

Si vuole dimostrare la legge oraria di un corpo messo in movimento lungo un piano inclinato trascinato dal robot MARRtino. Per far ciò, viene lasciata cadere una pallina lungo il piano inclinato in movimento e il suono emesso dalle campanelle, posizionate opportunamente lungo il piano, segnalerà in quale posizione si trova la pallina. Tale suono verrà registrato utilizzando uno smartphone fermo posizionato sul pavimento accanto alla base del piano inclinato.

PRIMA PARTE:

Divido il piano in cinque parti uguali poichè abbiamo cinque fasce con campanelle da posizionare, ed eseguo l'esperimento.

SECONDA PARTE:

Si è fissata una misura di riferimento chiamata U calcolata dividendo la lunghezza dell’ipotenusa per 25. Nel nostro caso U = 5,3 cm. Le fasce con campanelle vengono fissate lungo il piano inclinato a distanze opportune pari a: U, 3U, 5U, 7U, 9U. Così facendo il primo suono verrà emesso quando la pallina si trova a distanza U; il secondo suono verrà emesso a distanza U+3U=4U e così via, come mostra la tabella 1.

SPAZIO PERCORSO SUONO-Tempo DISTANZA(cm)
1U 1 5,3
U+3U=4U 2 21,2
U+3U+5U=9U 3 47,7
(U+3U+5U+7U)=16U 4 84,8
(U+3U+5U+7U+9U)=25U 5 132,5

TERZA PARTE:

Il piano viene collegato al robot MARRtino tramite una corda ed in modo tale che il trascinamento avvenga in verso opposto allo scorrimento della pallina lungo il piano, come mostrato nel video. Il robot MARRtino viene programmato per muoversi di moto rettilineo uniforme usando il programma descritto nel paragrafo successivo. Si ripete la seconda parte dell’esperimento.

CONCLUSIONI:

La prima parte dell’esperimento dimostra che i suoni emessi sono via via più vicini man mano che la pallina passa nelle cinque posizioni, equidistanti fra loro. Ovvero la pallina percorre spazi uguali in tempi minori quindi la sua velocità aumenta mentre scende (sta accelerando!).

La seconda parte dell’esperimento riproduce l’esperimento storico effettuato da Galileo Galilei e dimostra che i suoni emessi sono equidistanti man mano che la pallina passa nelle cinque posizioni, che sono via via più lunghe. Ovvero la pallina percorre spazi diversi in tempi uguali. Si nota che lo spazio percorso, $x$, è proporzionale al quadrato del tempo trascorso, $t^2$.

La terza parte dell’esperimento dimostra che la pallina attuerà un moto composto dal trascinamento che il robot effettua sul piano, e il suo effettivo scorrimento lungo l'ipotenusa inclinata. I suoni che le campanelle emettono al passaggio della pallina, come nella parte precedente di esperimento, sono equidistanti. Anche in questo caso la proporzionalità dello spazio con il quadrato del tempo resta la medesima descritta precedentemente.

SCHEDE DIDATTICHE:

SITOGRAFIA:

robotica/esperienze/pianoinclinatodigalileo.txt · Ultima modifica: 2021/06/05 15:15 da lucas.villarongamatheus