Scheda di laboratorio 5.2
LE MOLLE IN PARALLELO
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MOLLE IN PARALLELO
Obiettivo:
Consideriamo il sistema rappresentato in figura.
Una massa m è appesa a due molle in parallelo. Vogliamo trovare la costante elastica di una molla equivalente di modo che si comporti esattamente come il sistema in alto rappresentato.
Strumenti utilizzati:
• Piano di supporto dove appendere le molle
• Due molle di costante elastica diversa
• Un portapeso da ____ gr
• Alcuni pesi da ____ gr.
Contenuti teorici:
Dopo aver appeso la massa alle singole molle, e aver osservato una situazione di equilibrio dovuto alla forza peso che è equilibrata dalla forza elastica della molla, possiamo scrivere:
𝑚𝑔 = 𝑘!𝑥! equilibrio della prima molla 𝑚𝑔 = 𝑘!𝑥! equilibrio della seconda molla dove con 𝑥! 𝑒 𝑥! abbiamo indicato gli allungamenti delle singole molle.
Dopo aver messo le molle in parallelo (una a fianco all’altra) misuriamo l’allungamento equivalente, in questo caso la massa viene suddivisa in due molle di costante elastica note ma diverse. E’ chiaro che il sistema si allungherà di meno rispetto alle molle in serie, possiamo scrivere:
𝑚𝑔 = 𝑘!𝑥 + 𝑘!𝑥 x rappresenta l’allungamento che è uguale per tutte e due le molle.
Inoltre deve essere:
𝑚𝑔 = 𝑘!". !"#"$$%$&𝑥 = 𝑘!𝑥 + 𝑘!𝑥 ovvero
𝑘!". !"#"$$%$& = 𝑘!+ 𝑘!
Procedimento:
Per prima cosa ci calcoliamo la costante elastica delle due molle separatamente, appendendo uno stesso peso ad ognuna delle molle appese e riportiamo questi dati nella tabella A; poi posizioniamo le due molle in serie e appendiamo lo stesso peso utilizzato precedentemente e misuriamo l’allungamento 𝑥!". !"#$" . Osserviamo che questo valore dell’allungamento 𝑥!". !"#$" è uguale alla somma degli allungamenti precedenti (𝑥!+ 𝑥!)
Realizzare la seguente tabella per la raccolta dati:
Scheda di laboratorio 5.2
LE MOLLE IN PARALLELO
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TABELLA A:
Le molle separate Le molle in serie
m (kg) 𝑘! 𝑁
𝑚 𝑘! 𝑁
𝑚 𝑥 (𝑚)
Elaborazione dei dati
Calcolare 𝑘! 𝑒 𝑘! , poi calcolare 𝑘!". !"#"$$%$&
Riportare i risultati sulla seguente tabella B:
TABELLA B:
𝑘! 𝑁
𝑚 𝑘! 𝑁
𝑚 𝑘!+ 𝑘! 𝑁
𝑚 𝑘!". !"#"$$%$&
𝑁 𝑚
Conclusione:
Abbiamo osservato che quando due molle sono collegate in parallelo si riesce a costruire un sistema più resistente, ovvero la molla si allunga in minor misura ovvero la costante elastica risultante di molle collegate in parallelo è più grande.
