Anem a comprovar experimentalment si es compleix la conservació de l'energia mecànica.
1 ) Fes el muntatge
La massa «m» és molt més gran que el full de plàstic transparent on hem enganxat tires de cinta aïllant negra formant varies bandes alternes. «m» és la massa del sistema que podem canviar per comprovar que es compleix la conservació de l'energia mecànica independent de la massa amb la qual fem l'experiència.
2 ) La energia mecànica inicial = energia mecànica final.
Al principi tenim
E potencial inicial + E cinètica inicial = m g z1 + 1/2 m v12
però v1 = 0 per que el cos en el instant de soltar-lo del fil que el lliga a la fusta no té velocitat, llavors
E potencial inicial + E cinètica inicial = m g z1 + 1/2 m v12 = m g z1 + 0
Quan el sensor fototransistor detecta que ha baixat el sistema massa/full fins la z6
E potencial final + E cniètica final = m g z6 + 1/2 m v62
Com que E mecànica inicial = E mecànica final llavors m g z1 + 0 = m g z6 + 1/2 m v62
Si simplifiquem les m que són a tots els termes i aïllen V62 podem obtindre V62 = 2 g z1 - 2 g Z6
Si generalitzem per al punt n obtenim Vn2 = 2 g z1 - 2 g Zn pero podem agrupar les constants i dir A= 2 g z1
llavors Vn2 = A - 2 g Zn , és a dir si representem «V2 » front a la distancia «z» tindrem un recta amb pendent = -2 g
3 ) Modifica el programa de l'exemple del feix de llum + IR amb el compte del temps en mil·lísegons i mesura el temps «t» per a cada «z» del full al caure el sistema massa/fulla, omple després les taules.
| t(ms) | t(s) | z(m) | vn = (Zn-Z1)/t | v2 |
|
t1 |
||||
|
t2 |
||||
|
t3 |
||||
|
t4 |
||||
|
t5 |
||||
|
t6 |
4 ) Fes un programa amb python que et represente v2 = f (z). Mira la secció «Representació de dades amb matplotlib» per tindre un exemple i modificar-lo.
5 ) Repeteix el procediment per un algunes masses «m» diferents. Quines conclusions pots traure ?