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scuole:vittoriogassman_roma

Istituto: Liceo Scientifico "Vittorio Gassman" di Roma.

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Discipline scientifiche a cui ha aderito l'istituto:

FISICA

STRUMENTI DISPONIBILI

Strumento Materia N. Pezzi
Calorimetro Termologia
Voltmetro Elettrologia
bacchette in materiale Elettrologia
Dinamometro Meccanica
amperometro Elettrologia
Piano inclinato Meccanica
Rotaia a cuscini d'aria Meccanica
Leve Meccanica

ESPERIENZE POSSIBILI

Esperienza Materia
Moto su rotaia a cuscini Meccanica
Studio moto pendolo Meccanica
Equilibrio tra forze Esperimento a casa

PROGETTI SVOLTI

Progetto A. S.
Relazione 20/21

$\sqrt{\frac{2h}{g}} $ latex

CALCOLO DEL TEMPO DI CADUTA DI UN PROIETTILE

obiettivo : verificare l’indipendenza del tempo dalla componente orizzontale della velocità 

strumenti utilizzati in generale

tablelayout

^ cucchiaino che sostituisce un proiettile
^ cronometro acustico di Phyphox  (sensibilità : 0,1 a.u soglia e 0,05 s ritardo minimo) che misura il tempo(0,437 s) che intercorre tra il suono prodotto dal segnale,di start con il lancio e di stop con la caduta  
^  metro a nastro (portata : 5,00 m)  
^  scotch di carta
^  tavolo,sedia e libri(per variare l’altezza di lancio)

strumenti utilizzati per le misure

strumento portata risoluzione incertezza strumento
cronometro acustico - 0.001s 0.0005s
metro a nastro 1 m 1mm 0.5 mm

 

Svolgimento

Per l’esperimento abbiamo tracciato dalla base del tavolo due segni sul pavimento con un nastro adesivo e abbiamo ricavato due distanze: d =(0.5850 ± 0.0005)m D =(0.5600 ± 0.0005)m cioè (1,1450± 0.0005)m dalla base del tavolo e un cucchiaino in metallo è stato posizionato ad altezza fissa di h =(0,9000±0,0005)

Lo scopo dell’esperimento è quello di colpire il cucchiaino con impulsi di intensità diversa: i lanci in cui il cucchiaino cade nello spazio d corrispondono alla configurazione “velocità iniziale piccola“ , gli altri a “velocità iniziale grande” e verificare che i tempi di caduta nelle due diverse situazioni sono confrontabili. Con un corpo esterno si colpisce il cucchiaino orizzontalmente facendolo cadere alla prima distanza (58,5). Il rumore che viene emesso quando il corpo estraneo e il cucchiaino si toccano determinano T start sul cronometro acustico, il suono prodotto dal cucchiaino quando tocca terra determina automaticamente T stop . Si registrano 20 tempi mantenendo la prima distanza e altri 20 tempi con la seconda distanza

Tempo 1 Tempo 2
0,213 0,267
0,211 0,201
0,153 0,175
0,232 0,195
0,153 0,187
0,261 0,202
0,193 0,212
0,183 0,213
0,183 0,205
0,216 0,211
0,214 0,233
0,245 0,231
0,214 0,233
0,162 0,215
0,171 0,217
0,243 0,180
0,167 0,218
0,264 0,228
0,179 0,221
0,163 0,234

  v.medio(tempo 1) = 0,2010       v.medio(tempo 2) = 0,2089   

 

Elaborazione dei dati sperimentali

Tempo T1 (velocità piccola) Valore medio x m = 0,21015

Si calcola poi la Deviazione Standard S(deviazione standard) = 0,031147 e l’intervallo [x m -s;x m +s], che nel caso di una distribuzione gaussiana contiene circa il 68% dei dati, su un campione di 20 il 68% equivale a 13,6

Per stimare il valore del tempo medio di più misure fatte con una velocità piccola individuiamo l’intervallo di confidenza , ottenuto aggiungendo e togliendo 3 volte l’errore standard dal valor medio , che teoricamente contiene il valore medio con una probabilità del 99%.Per determinare l’intervallo si utilizza l’errore standard : Errore standard = 0,007145582 l’intervallo di confidenza è invece [0,18871325 ; 0,231586746] Il tempo T1 si può esprimere con la misura : ” T1=(0,210±0,007)s “

Classi di frequenza T1 tablelayout

| 0,15-0,16(1)  |
| 0,16-0,17(1)  |
| 0,17-0,18(2)  |
| 0,18-0,19(2)  |
| 0,19-0,20(2)  |
| 0,20-0,21(0)  |
| 0,21-0,22(5)  |
| 0,22-0,23(0)  |
| 0,23-0,24(3)  |
| 0,24-0,25(2)  |
| 0,25-0,26(0)  |
| 0,26-0,27(2)  |

x m -s = 0,179003 x m +s = 0,241297 Nel nostro caso tra la classe 0,17 e 0,24 ci sono 15 elementi

Tempo T2 (velocità grande) Valore medio x m = 0,20940 Per rappresentare i dati sul grafico si determinano le classi di frequenza e la frequenza dei dati stessi

S(deviazione standard) = 0,018443 con osservazioni analoghe al caso precedente si calcola l’intervallo [x s -s;x s +s]

Si calcola l’intervallo di confidenza utilizzando l’errore standard Errore standard = 0,004231088 l’intervallo di confidenza è [0,19670674 ; 0,222093264] Il tempo T2 si può esprimere con la misura T2 =(0,209±0,004)s

Classi di frequenza T2

tablelayout

| 0,16-0,17(2) |
| 0,17-0,18(2) |
| 0,18-0,19(1) |
| 0,19-0,20(1) |
| 0,20-0,21(3) |
| 0,21-0,22(6) |
| 0,22-0,23(2) |
| 0,23-0,24(3) |
| 0,24-0,25(0) |
| 0,25-0,26(0) |
| 0,26-0,27(0) |
| 0,27-0,28(0) |

x m-s = 0,190957 x m+s = 0,227843 nel nostro caso tra la classe 0,17 e 0,22 ci sono 15 elementi, cioè più del 68%

Conclusione:  

I due tempi hanno le grandezze compatibili e i relativi intervalli di confidenza quasi della stessa ampiezza quindi si può concludere che i tempi medi trovati sono fra loro confrontabili, quindi il tempo è indipendente dalla componente orizzontale della velocità

Osservazioni:

All’interno del nostro esperimento abbiamo probabilmente trascurato alcuni dettagli che potrebbero aver modificato, anche se di poco, la veridicità dei dati. Potremmo aver dimenticato di calcolare il tempo che le onde sonore impiegano ad arrivare dal cucchiaino al cellulare per far attivare il cronometro acustico, il che potrebbe aver modificato i tempi di qualche millesimo di secondo in ritardo. Abbiamo avuto inoltre varie problematiche nell’utilizzo del cronometro acustico che ha presentato alcuni problemi nelle rilevazioni che hanno complicato la riuscita dell’esperimento. Fortunatamente dopo vari tentativi siamo riusciti a raccogliere informazioni sufficienti per arrivare alle conclusioni sperate che hanno confermato l’ipotesi iniziale.

scuole/vittoriogassman_roma.txt · Ultima modifica: 2022/04/05 08:00 da antonio.albano