Relazione Piattaforma Rotante - Polito - Fisica I - Scalerandi PDF

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POLITECNICO DI TORINO A. 2018/2019 Corso di Fisica I prof. Marco Scalerandi Relazione di Laboratorio: Misurazioni del momento d’inerzia di una piattaforma rotante Studenti: s257302, Minuto Simone s260471, Molinengo Luigi Giuseppe Diego s260654, Melis Filippo s258952, Molinari Alexei 1 - OBIETTIVI: C...

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POLITECNICO DI TORINO A.A. 2018/2019 Corso di Fisica I prof. Marco Scalerandi Relazione di Laboratorio:

Misurazioni del momento d’inerzia di una piattaforma rotante

Studenti: s257302, Minuto Simone s260471, Molinengo Luigi Giuseppe Diego s260654, Melis Filippo s258952, Molinari Alexei

1 - OBIETTIVI : Calcolare il momento di inerzia di una piattaforma rotante nei seguenti casi:  Considerando la singola piattaforma di rotazione  Aggiungendo sopra la piattaforma di rotazione un disco metallico forato

2 - SETUP SPERIMENTALE:  Calibro: utilizzato per misurare il diametro del rocchetto del filo, il diametro interno e del diametro esterno del disco metallico.  Bilancia digitale: utilizzata per misurare la massa dei vari pesi utilizzati durante l’esperimento per imprimere un momento alla piattaforma  ScienceWorks Software: programma che elabora i dati ricevuti dalla piattaforma rotante mediante un sensore ad essa collegato.  Piattaforma con sensore: sistema meccanico costituito da un’asta libera di ruotare attorno ad un perno centrale. L’asta viene messa in rotazione da pesi collegati, tramite un filo in tensione, ad uno dei tre diametri di rotazione, e scendono verso il basso grazie ad una carrucola.  Disco metallico forato: Usato per il calcolo del momento di inerzia nella seconda metà dell’esperimento.  Pesi in alluminio: cilindri di alluminio e ottone, collegati al filo in tensione, per mettere in moto la piattaforma

3 - DESCRIZIONE DELL’ESPERIENZA: Per far rotare la piattaforma abbiamo avvolto un filo inestensibile attorno a uno dei tre diametri del rocchetto sotto l’asta, e all’altra estremità abbiamo collegato delle masse. Il filo passante sulla puleggia, è libero di scorrere per effetto della forza peso agente sulla massa in caduta. Il supporto, cadendo di moto uniformemente accelerato, mette in tensione il filo, che applica un momento alla puleggia che ne provoca la rotazione, e generando quindi un momento.

FIGURA 1 - SCHEMA DELLA PIATTAFORMA ROTAZIONALE

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Di conseguenza la tensione del filo arriva fino al rocchetto, che inizia a ruotare con una accelerazione, velocità e posizione angolare istantanea determinate dalla strumentazione collegata al software in esecuzione sul PC. Applicando la prima legge di Newton al corpo di massa m, sapendo che la forza peso è applicata nel suo centro di massa, otteniamo: 𝑚𝑔 − 𝑇 = 𝑚𝑎

𝑇 𝑟 − 𝑀 = 𝐼 𝛼

Considerando che 𝑎 = 𝛼𝑟 , si ricava: 𝐼=

𝑚𝑔𝑟 − 𝑚𝑟  𝛼 − 𝑀 𝑚𝑔𝑟 − 𝑀 →𝛼 = 𝛼 𝐼 + 𝑚𝑟 

Per m non troppo elevati si può assumere m...