Caduta libera
Cos'è una *caduta libera*?
Caduta libera descrive l'accelerazione di un oggetto dovuta esclusivamente alla gravità. Le persone che saltano da un aereo, durante la caduta sono rallentate dalla resistenza aerodinamica. Una vera caduta libera sarebbe possibile solo in un vuoto in cui nessuna forza diversa dalla gravità è in grado di agire.
È vero che nel vuoto un ippopotamo cade esattamente alla stessa velocità di un lombrico?
Costruisci la *torre di caduta*.
Potrai utilizzarla per determinare in modo sperimentale la costante gravitazionale.
Esegui una serie di test.
Posiziona il modello su una superficie solida e livellata. Esegui il programma e attendi che il sensore di contatto venga visualizzato sul display. Posiziona la palla sull'apposito braccio e premi il sensore di contatto sul retro della torre di caduta per avviare l'esperimento.
La palla atterra sul sensore di contatto alla base della torre di caduta? Vengono visualizzati un grande sorriso e l'indicazione del tempo di caduta?
Registra i risultati.
Registra il numero dell'esperimento e il tempo di caduta in una tabella di test. Assicurati di lasciare spazio sufficiente per colonne aggiuntive al fine di effettuare ulteriori calcoli.
Esecuzione dell'esperimento
Durante l'esperimento, tieni presenti i seguenti suggerimenti:
- Verifica che la torre sia stabile e non tremi quando la palla viene rilasciata.
- Se necessario, è possibile impugnare il sensore di contatto e utilizzarlo come telecomando manuale. Questo eviterà di scuotere la torre, condizione che potrebbe causare il fallimento degli esperimenti.
- Se l'esperimento ha avuto esito positivo, sul display verrà visualizzata l'indicazione del tempo di caduta.
- Esegui l'esperimento almeno tre volte e utilizza i valori medi per ottenere risultati più affidabili.
Riepiloga i risultati.
Utilizza il tempo medio di caduta misurato per calcolare la velocità media della palla e l'accelerazione di gravità. Se hai difficoltà a procedere, consulta le formule indicate nella sezione "Suggerimento".
Quale aspetto del movimento della palla è cambiato e quale è rimasto costante?
Formula della velocità
Utilizza la formula riportata di seguito per calcolare la velocità media. Lo spostamento è l'altezza della torre di caduta, pari a 50 cm.
v = d / t
Dove:
v = velocità (m/s)
d = spostamento (m)
t = tempo (s)
Legge della caduta dei corpi
Utilizza la formula riportata di seguito per calcolare la costante gravitazionale. Lo spostamento è l'altezza della torre di caduta, pari a 50 cm.
d = ½ × g × t²
Dove:
d = spostamento (m)
g = accelerazione gravitazionale (m/s²)
t = tempo (s)
Com'è andata?
Cosa hai eseguito correttamente? Cè qualcosa che avresti potuto fare meglio?
Benissimo! Ora sai come accelerano gli oggetti in caduta libera, quindi prepariamoci per la lezione finale.