Energia potenziale elastica

Area : FISICA
A.s. 2000-2001

Scuola: Liceo Scientifico 'Leonardo da Vinci'-Treviso

Autori dell'esperimento: classe 3 B P.N.I.

Schede a cura di Antoniolli Claudio - Camatel Alessandra – Desiderà Enrico – Romano Federica

Insegnante: Luisa Bari

Attraverso quest’esperienza di laboratorio, ci siamo proposti di:
- Definire operativamente l’energia potenziale elastica;
- Determinare la relazione tra l’energia potenziale elastica e l'allungamento della molla;
- Determinare la relazione tra l’energia potenziale elastica e la costante elastica della molla

Cosa fare

• Collegare il traguardo fotoelettrico all’interfaccia ed avviare il programma per l'acquisizione on-line dei dati;
  pesare il carrellino;
• posizionare il carrellino ad una distanza dalla sua posizione iniziale di almeno 4 cm nella direzione opposta al photogate
• misurare la deformazione della molla mantenendo fermo il carrellino
• lasciare andare il carrellino
• registrare la velocità misurata attraverso il photogate e visualizzata sul monitor
• riposizionare il carrellino ad una diversa distanza dalla sua posizione iniziale.
  

Cosa osservare

Il carrello collegato alla molla allungata, una volta lasciato libero acquista velocità e la molla si accorcia tornando alla posizione di equilibrio.
Aumenta la velocità del carrello e diminuisce la lunghezza della molla
La molla cambia la sua deformazione e il carrello acquista velocità, perciò in entrambi i casi varia un livello e per questa ragione anche in questo caso si possono descrivere le due variazioni con la stesa parola: in entrambi i casi diciamo che è variata l’energia dell’oggetto. Quando il carrello aumenta di velocità aumenta la sua energia cinetica.
Quando la molla si accorcia diciamo che è diminuita la sua energia elastica e poniamo, per definizione, la variazione di energia potenziale elastica della molla uguale e opposta alla variazione di energia cinetica del carrello secondo il principio di conservazione dell’energia.

Da quali grandezze dipende l’energia potenziale elastica?

Cambiando l'allungamento della molla, mantenendo costante la massa del carrello, si trova che l'energia potenziale elastica è direttamente proporzionale al quadrato dell'allungamento della molla. Misurando poi la costante elastica della molla si trova che è circa il doppio della costante di proporzionalità tra energia potenziale elastica e quadrato dell'allungamento.