TARATURA DI UNA MOLLA

COSTRUZIONE DI UN DINAMOMETRO E DI UNA BILANCIA

OBIETTIVO: Costruire un dinamometro e una bilancia utilizzando la taratura di una molla fatta mettendo in relazione la massa di alcuni oggetti  e l’allungamento della molla  provocato da questi.

MATERIALE  OCCORRENTE: Morsa da tavolo piccola, asta da 50 cm, astina da 10 cm, morsetto con viti di pressione,  molla, righello, pesetti e bilancia.

PROCEDIMENTO:

1.     Azzeramento.  Si dispone il righello in modo da far coincidere lo zero con la parte finale della molla.

Si appendono alla molla dopo averne misurato la massa con la bilancia tecnica, alcuni pesetti riportando ogni volta in una tabella la massa , la forza peso e il corrispondente allungamento. Si ricordi che la forza peso P è uguale al prodotto della massa m con l’accelerazione di gravità g.       P=m*g       g= 9,8 m/s2       1N= 1Kg*1m/1s2   e che l’allungamento dL è uguale alla differenza tra la lunghezza finale Lf e la lunghezza iniziale Li   : dL = Lf - Li .

 

MASSA  (Kg)

FORZA PESO  (N)

ALLUNGAMENTO (cm)

 

 

 

 

 

 

    

1.       Dopo ogni misura è necessario controllare che la molla, togliendo i pesi, ritorni alla lunghezza iniziale, cioè mantenga intatta la sua elasticità. Se togliendo i pesi la molla non ritorna al valore iniziale vuol dire che si è superato il carico di snervamento cioè la molla si è rovinata.

2.       Si deve tener conto delle incertezze delle misure. Nella misura della massa fatta con la bilancia, l’incertezza sarà data dalla sua sensibilità; nella misura della forza peso l’incertezza si calcola col metodo della propagazione della incertezza per prodotto di misure (m e g); nella misura dell’allungamento la lettura va fatta quando la molla sta ben ferma, l’incertezza  dipende dalla sensibilità del righello.

3.       Costruire il grafico: forza peso-allungamento oppure massa-allungamento  tracciando la retta se esiste che attraversi tutti i  rettangoli ottenuti dall’intersezione degli intervalli di affidabilità delle varie misure di forza e di allungamento.

4.       Il grafico ottenuto costituisce la taratura della molla e può essere utilizzato per risalire alla forza peso e quindi alla massa di oggetti vari misurando solo gli allungamenti prodotti su quella molla. Se l’allungamento osservato cade tra due valori ottenuti in precedenza si ricava la forza per interpolazione. Se invece cade al di fuori dei valori misurati è necessario prolungare la retta già tracciata e quindi si ricava la massa per estrapolazione. Quest’ultima operazione non è molto consigliabile perché non si ha la certezza di rimanere nei limiti di elasticità della molla (tra la sensibilità e la portata).

5.       Scrivi la relazione matematica che lega forza peso e allungamento della molla calcolando, se esiste la costante di proporzionalità tra le due grandezze tenendo conto delle incertezze delle due misure.

6.       Calcola il valore della forza peso e quindi della massa di oggetti vari misurando l’allungamento della molla prodotto da questi e conoscendo il valore della costante di proporzionalità.

7.       Verifica poi, utilizzando la bilancia tecnica, se la misura della massa, ottenuta per calcolo dell’allungamento e della costante, è compatibile con quella ottenuta con la bilancia.

 26/07/2002