La regola del parallelogramma

LaboratoriodiFisica
Titolo:Lacomposizionedelleforzeconlaregoladel
parallelogramma
Obiettivo
Determinare graficamente la risultante di due forze concorrenti in un punto, del quale
occorra verificarne sperimentalmente la condizione di equilibrio, che si sommano con la
regoladelparallelogramma.
Materialeutilizzati
Astametallicafilettata(n°2),astametallicaforata(n°2),morsetto(n°2),carrucola(n°2),
stativoconpiedea“T”(n°2),piattelloportamasse(n°3),massevarie,discogoniometrico,
supportoperdiscogoniometrico,filodicotone,cartamillimetrata,squadradadisegno(n°
2),goniometrodadisegno.
Duratadell'esperienza1h30min.
Procedimento
Approntiamo un sistema di tre forze concorrenti (F1, F2, Fe) in un medesimo punto
materiale(P)talechequestorisultiessereinequilibrio,quindifermo;ciòsignificachetali
forze si sommano vettorialmente in modo da annullarsi. Determiniamo graficamente la
risultante(Fr)diduediesseeverifichiamoinqualerelazionestaconlaterza.
1)Prepariamosulquadernounatabellasimileaquellachesegue.Aggiungiamo,nella
intestazionedellecolonne,l'unitàdimisura.
F1()
F2()
Fe()
α()
β()
γ()
F r ()
2)Con riferimento alla figura sottostante disponiamo verticalmente due carrucole facendo
passareperlelorogoleunfilo,munitodiunanelloalcentroeagliestremi
3)Sistemiamoduemassearbitrariealleestremitàdelfilo;iloropesicostituirannoleforze
F1eF2.
4)Equilibriamo quindi le due forze appendendo un'altra massa all'anello centrale; il suo
pesocostituiràlaforzaFe(forzaequilibrante).
5)Raggiunto l'equilibrio collochiamo dietro il sistema di forze un disco goniometrico
avendocuracheilsuocentrocoincidaconilpuntocomunedelletreforze.Leggiamoitre
angoli formati dalle tre direzioni sulle quali agiscono le forze e riportiamoli
rispettivamentenellecolonne4,5e6.
6)Passiamoallaelaborazionedeidati.
7)Ripetiamo l'esperienza variando il valore delle forze coinvolte e gli angoli che esse
formanotraloro.
Elaborazionedati
1)Calcoliamol'intensitàdelleforzeapplicatemoltiplicandolerispettivemasseper9.8m/s2
eriportiamoivaloririspettivamentenellecolonne1,2e3.
2)Rappresentiamo ora graficamente la situazione sperimentale realizzata. Disegnamo tre
semirette uscenti da uno stesso punto e formanti tra loro gli angoli che abbiamo
precedentementemisurato.
3)Scegliamo una scala opportuna per la rappresentazione delle forze F1, F2 e Fe (per
es.:1cm→ 1N). Disegniamo su ogni semiretta un vettore di lunghezza proporzionale
rispettivamenteaF1,F2eFe.Ivettoridevonoaverelacodanelpuntodiconcorrenza.
4)Applichiamolaregoladelparallelogramma:disegniamounaltrovettoreparalleloaF1in
modo che la sua origine (coda) coincida con la punta del vettore F2; disegniamo un
ulteriore vettore parallelo a F2 in modo che la sua origine coincida con la punta del
vettoreF1.
5)Tracciamo la diagonale: il vettore ottenuto rappresenta la forza risultante Fr, somma
vettoriale delle forze F1 e F2. Misuriamone la lunghezza e riportiamone l'equivalente
fisiconellasettimacolonnadellatabella.
6)VerifichiamoseFrhalamedesimadirezioneedintensitàdiFeeversoopposto.
SilvanoMoschet-ITTAllieviSangallo–Terni-CC BY-NC-SA