GLI URTI IN UNA DIMENSIONE

Chiara Rivolta, Roberto Carettoni

19 e 20 marzo 2005

Laboratorio di fisica del liceo classico G.Pascoli di Gallarate

OBIETTIVO:

Dimostrazione dei diversi tipi di urti da noi studiati: urti elastici e urti anelastici.

RICHIAMI TEORICI

Un urto è un’interazione tra due corpi la cui durata è molto più breve del tempo di moto dei due corpi

Esistono tre tipi di urti: elastici, parzialmente anelastici e totalmente anelastici.

Gli URTI ELASTICI sono quelli in cui l’energia cinetica posseduta dai corpi si conserva durante l’urto e avvengono in assenza di attrito

Gli URTI PARZIALMENTE ANELASTICI sono quelli in cui a causa dell’attrito l’energia cinetica non si conserva ma l’energia cinetica finale non si riduce a 0

Gli URTI TOTALMENTE ANELASTICI sono quelli in cui a causa dell’attrito l’energia cinetica finale è uguale a 0

Il PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELLA QUANTITA’ DI MOTO afferma che se il sistema è isolato, cioè se non scambia forze con l’esterno, la sua quantità di moto totale rimane costante.

p = mv (massa x velocità)

MATERIALE UTILIZZATO

Guida metallica

Due carrellini non semoventi

Respingenti

Plastilina

Pesi

PROCEDIMENTO

URTI ELASTICI:Esperimento 1

Dopo aver applicato due respingenti ai carrellini e averli posti alle due estremità opposte della guida metallica li abbiamo spinti l’uno contro l’altro.

v -v

Abbiamo osservato che i due carrellini si respingono mantenendo la stessa velocità con verso opposto rispetto a quello iniziale.

p iniziale = p finale

mv + m(-v) = m(-v) + mv

Ø = Ø

Ec iniziale = Ec finale

½ mv2 + ½ m(-v)2 = ½ m(-v)2 + ½ mv2

mv2 = mv2

URTI ELASTICI:

Esperimento 2

Dopo aver eseguito il procedimento descritto prima, abbiamo spinto un carrellino contro l’altro fermo.

Abbiamo osservato che il carrellino in movimento una volta urtato l’altro si ferma, mentre il carrellino fermo, urtato da quello in movimento, ne acquista la velocità e il verso.

p iniziale = p finale

mv + 0 = 0 + mv

mv = mv

Ec iniziale = Ec finale

½ mv2 + 0 = 0 + ½ mv2

URTI TOTALMENTE ANELASTICI:

Esperimento 1

Dopo aver applicato due palline di plastilina ai lati dei carrellini e averli posti alle estremità opposte della guida li spingiamo l’uno contro l’altro.

Dopo l’urto i due carrellini si sono fermati rimanendo attaccati tra di loro a causa della plastilina.

p iniziale = p finale

mv + m(-v) = 2mv finale

0 = 2mv finale

v finale = 0

URTI TOTALMENTE ANELASTICI:

Esperimento 2

Dopo aver compiuto il procedimento descritto prima, poniamo su uno dei due carrellini una massa uguale a 50 g e li spingiamo l’uno contro l’altro.

Abbiamo osservato che dopo l’urto i carrellini si sono attaccati tra di loro e si muovono con una velocità che è –1/3 di quella iniziale.

p iniziale = p finale

mv + 2m(-v) = 3 mv finale

mv – 2mv = 3mv finale

-mv = 3mv finale

v finale = -mv/3m = -v/3

URTI TOTALMENTE ANELASTICI:

Esperimento 3

Dopo aver eseguito il procedimento descritto prima abbiamo spinto un carrellino contro l’altro fermo.

Abbiamo osservato che dopo l’urto il carrellino in movimento, dopo essersi attaccato a quello fermo, gli trasmette una velocità pari alla metà di quella iniziale.

p iniziale = p finale

mv + 0 = 2mv finale

mv = 2mv finale

v finale = mv/2m = v/2

CONCLUSIONE

Con questa esperienza abbiamo verificato che in un sistema chiuso la quantità di moto negli urti anelastici si conserva, e che negli urti elastici, oltre alla quantità di moto si conserva anche l’energia cinetica.