ENERGIA CINETICA

ENERGIA CINETICA

Nella prima esperienza di laboratorio di questo anno scolastico abbiamo osservato come cambia l'Energia Cinetica prima e dopo l'urto di due corpi su una rotaia priva di attrito.

All'inizio abbiamo preso due carrelli di uguale  massa, uno di questi lo abbiamo sistemato ad una certa distanza dall'altro in mezzo a due fotocellule, grazie ad una particolare funzione di esse abbiamo potuto sapere quanto tempo il fascio di luce veniva oscurato appunto dal passaggio del carrello ottenendo così un approssimativa velocità dell'oggetto in moto.

L'altro carrello lo abbiamo posizionato vicino ad un martelletto che grazie ad una molla abbiamo potuto dargli varie accelerazioni.

Durante la prima serie di misure abbiamo fatto scontrare due carrelli con la stessa massa (0.2 Kg), con le fotocellule abbiamo calcolato i due tempi di oscuramento, che poi abbiamo utilizzato insieme alla lunghezza del carrello per calcolare la Velocità.

Abbiamo osservato che quando il primo oggetto si è scontrato con il secondo, il primo si è fermato ed il secondo a iniziato la sua corsa .

Dai dati ottenuti sappiamo che: come abbiamo detto prima, la velocità iniziale del secondo oggetto sarà zero come quello del secondo oggetto dopo l'urto.

Fino ad ora abbiamo parlato di velocità, ma adesso vedremo quali energie prima e dopo l'urto ci sono in gioco.

L'Energia Cinetica del primo oggetto prima dell'urto sarà data dall'espressione , ma dopo l'urto sarà zero di conseguenza anche l'Energia Cinetica del secondo oggetto prima dell'urto sarà zero e dopo l'urto sarà  .

Inoltre si definisce Energia Cinetica di un corpo di massa m e di velocità v, la quantità scalare sempre positiva:  e nel Sistema Internazionale l'unità di misura per l'energia cinetica è il Joule (J).

La conservazione dell'energia cinetica negli urti elastici si scrive:

In questa prima fase abbiamo fatto due serie di misure utilizzando però due velocità iniziali diverse.

Nella seconda fase di questo primo esperimento abbiamo utilizzato un carrello più pesante dell'altro perché adesso quando i due carrelli si scontrano rimarranno uniti grazie ad una calamita e quindi se ne andranno via insieme.

Otteniamo in questa fase dell'esperienza che il secondo tempo che noi andiamo a rilevare non sarà di un solo carrello, ma dell'intero sistema inoltre vediamo la velocità del primo oggetto dopo l'urto non sarà più zero, ma bensì uguale a quella del secondo carrellino.

Inoltre, se noi moltiplichiamo la massa del primo carrellino prima dell'urto per la prima velocità poi la massa del secondo oggetto sempre prima dell'urto per la seconda velocità e successivamente lo facciamo anche dopo l'urto otteniamo così una nuova legge fisica:

LA QUANTITA' DI MOTO .

La quantità di moto è data dalle seguente relazione tra la massa e la Velocità vettoriale:

Si defisse quantita di moto di un oggetto di massa me la velocità v una grandezza vettoriale q che la direzione e il verso della velocità e modulo q = m v