di Massimo Fantin 2008
La simulazione permette di studiare gli urti elastici ed anelastici come se si operasse su di una vera rotaia a cuscino d'aria lunga cinque metri.
I due carrelli sono posti inizialmente agli estremi della rotaia ma possono essere spostati a piacimenti in qualsiasi posizione purché il carrello rosso rimanga a sinistra del carrello blu.
Le velocità iniziali dei due carrelli sono visualizzate in basso dai vettori colorati che permettono di avere una rappresentazione grafica dell'intensità della velocità di lancio. E' possibile variare la massa dei carrelli e le velocità iniziali e inoltre è possibile spostare, allargare o restringere la distanza tra le coppie di ciascuna fotocellula.
Le sensibilità delle misure sono 0,01 m per la distanza delle fotocellule, 0,001 secondi per i cronometri e 0.050 kg per le masse
Svolgimento della prova
si assegnano due velocità per i due carrelli, i valori delle masse e si posizionino le coppie di fotocellule i modo che ciascun carrello possa passare sia in andata che in ritorno per la stessa coppia di fotocellule. Verrà misurato il tempo che il carrello impiega a passare tra le fotocellule. Conoscendo la distanza tra le fotocellule si può calcolare le velocità sia prima che dopo l'urto.
Dalle conoscenza delle velocità e delle masse si può verificare la correttezza delle leggi di conservazione della quantità di moto,che della energia meccanica; la prima valida sia per gli urti elastici che quelli anelastici ,mentre la seconda solo per gli urti elastici.
La seguente tabella è stata costruita a partire da misure fatte in simulazioni:
|
|
massa carrello 1 |
massa carrello 2 |
spazio 1 |
tempo di andata 1 |
spazio 2 |
tempo di andata 2 |
velocità andata 1 |
velocità andata 2 |
tempo di ritorno 1 |
tempo di ritorno 2 |
velocità ritorno 1 |
velocità ritorno 2 |
quantità di moto andata |
energia cinetica andata |
quantità di moto ritorno |
Energia cinetica ritorno |
|
tipo |
m1 |
m2 |
s11 |
t11 |
s21 |
t21 |
v11 |
v21 |
t12 |
t22 |
v12 |
v22 |
p1 |
k1 |
p2 |
K2 |
|
elastico |
0,10 |
0,10 |
0,50 |
0,334 |
0,50 |
0,500 |
1,50 |
-1,00 |
0,500 |
0,334 |
-1,00 |
1,50 |
0,050 |
0,162 |
0,050 |
0,162 |
|
elastico |
0,30 |
0,10 |
0,50 |
0,334 |
0,50 |
0,250 |
1,50 |
-2,00 |
2,000 |
0,154 |
-0,25 |
3,25 |
0,249 |
0,536 |
0,250 |
0,536 |
|
elastico |
0,30 |
0,50 |
0,50 |
0,200 |
0,50 |
0,250 |
2,50 |
-2,00 |
0,160 |
0,364 |
-3,13 |
1,37 |
-0,250 |
1,938 |
-0,251 |
1,937 |
|
elastico |
0,20 |
0,30 |
0,50 |
0,500 |
0,50 |
0,250 |
1,00 |
-2,00 |
0,193 |
1,250 |
-2,59 |
0,40 |
-0,400 |
0,700 |
-0,398 |
0,695 |
|
anelastico |
0,20 |
0,30 |
0,50 |
0,500 |
0,50 |
0,250 |
1,00 |
-2,00 |
0,625 |
-0,625 |
-0,80 |
-0,80 |
-0,400 |
0,700 |
-0,400 |
0,160 |
|
anelastico |
0,20 |
0,30 |
0,50 |
0,100 |
0,50 |
0,250 |
5,00 |
-2,00 |
-0,625 |
0,625 |
0,80 |
0,80 |
0,400 |
3,100 |
0,400 |
0,160 |