A1 (12 punti)
Determinate il momento d’inerzia del disco di legno con i materiali a disposizione.
Il laboratorio è male equipaggiato e avete a disposizione materiale limitato con proprietà non note. Per misurare il momento d’inerzia, è prima necessario determinare un paio di caratteristiche dei materiali.
Materiale disponibile: disco di legno, pietra, sbarra con gancio a vite, filo, forbici, nastro adesivo, pennarello permanente, contenitore pieno d’acqua, cilindro di misura pieno, recipiente, cronometro, rotella, morsa e base per sbarre, apparecchio per rotazione, metro.
Approssimazioni permesse senza spiegazione:
- Accelerazione di gravità:
- Densità dell’acqua:
- Temperatura ambiente:
Scrivete i passaggi intermedi nella tabella con le colonne: Cosa viene misurato — Perché — Metodo (dettagliato) — Risultato — Precisione.
Riguardo alla precisione, potete decidere se stimare l’errore, calcolarlo o misurarlo attraverso ripetute misurazioni, a seconda del tempo a disposizione.
Topic: Rotational Dynamics, Newtonian Mechanics Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis, Experimental Data Analysis, Error Propagation Competenze: Experimental Data Analysis, Measurement & Instrumentation Objects: Disk, Rod, String Fonte: Testo (PDF) — p.2
A1 (12 points)
Determine the moment of inertia of the wooden disk using the available materials.
The laboratory is poorly equipped and you have limited materials with unknown properties. To measure the moment of inertia, it is first necessary to determine a few characteristics of the materials.
Available materials: wooden disk, stone, rod with screw hook, string, scissors, adhesive tape, permanent marker, container full of water, graduated cylinder full, vessel, stopwatch, spool, clamp and rod base, rotational apparatus, meter stick.
Permitted approximations without explanation:
- Acceleration due to gravity:
- Density of water:
- Room temperature:
Write the intermediate steps in the table with columns: What is measured — Why — Method (detailed) — Result — Precision.
Regarding precision, you may decide whether to estimate the error, calculate it, or measure it through repeated measurements, depending on the time available.
A2 (3 punti)
Siccome la base di rotazione ha un poco di attrito, la rotazione del disco di legno rallenta.
Asserzione: l’attrito è proporzionale alla velocità angolare, ovvero .
Confermate o contraddite tale asserzione sperimentalmente.
Topic: Rotational Dynamics, Newtonian Mechanics Metodi: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Physical Modeling Competenze: Experimental Data Analysis, Physical Reasoning Objects: Disk Fonte: Testo (PDF) — p.3
A2 (3 points)
Since the rotational base has a small amount of friction, the rotation of the wooden disk slows down.
Assertion: The friction is proportional to the angular velocity, i.e., .
Confirm or refute this assertion experimentally.
A3 (1 punto)
Quale passo è secondo voi il più impreciso (secondo l’errore relativo)? Spiegate la vostra opinione.
Topic: Rotational Dynamics Metodi: Error Propagation, Experimental Data Analysis Competenze: Error Propagation, Physical Reasoning Objects: Disk Fonte: Testo (PDF) — p.3
A3 (1 point)
Which step do you consider the most imprecise (according to relative error)? Explain your reasoning.