PRIMA LEGGE DI NEWTON
Nell’ambito del progetto STEM 2021 vogliamo oggi parlare della prima legge di Newton, uno dei principi fondamentali della dinamica.
Essa dice che “Un oggetto in quiete rimarrà in quiete ed un oggetto in moto persevererà nello stato di moto con velocità costante, a meno che non subisca l’azione netta di una forza esterna”
Secondo la prima legge di Newton quindi se un corpo si muove con un moto rettilineo uniforme, il suo movimento continuerà all’infinito, finché non interviene una forza esterna che ferma il corpo stesso. Ovviamente la prima legge di Newton viene enunciata in linea teorica in quanto, su un corpo in movimento, di solito, agisce sempre almeno una forza e più comunemente la forza di attrito. È possibile verificare questa legge attraverso dei semplici esperimenti il cui scopo è esaminare il ruolo che le forze svolgono nel movimento di un oggetto. Tali esperimenti prevedono l’utilizzo di alcuni strumenti didattici quali ad esempio:
– Una rotaia per lo studio della dinamica (ad esempio una rotaia a basso attrito Vernier) dotata di un carrello standard da far muovere sulla rotaia.
– uno strumento che riduce o aumenta la forza di attrito per valutare l’impatto dell’attrito sulla prima legge di Newton.
– un sensore di movimento (ad esempio sensore di movimento Vernier), per raccogliere i dati relativi a velocità e posizione del carrello in funzione del tempo.
– Un sistema di acquisizione dati con software.
Gli obiettivi dell’esperimento sono essenzialmente tre:
1) Raccogliere dati di posizione, velocità e tempo quando un carrello viene lanciato da una molla e rallentato dall’attrito.
2) Analizzare i grafici posizione/tempo e velocità/tempo (si otterranno grafici simili a quello riportato nell’immagine seguente).
3) Indagare l’effetto della variazione dell’attrito sulla velocità del carrello.
L’esperimento completo è visionabile nel manuale Advanced Physics with Vernier – Mechanics, alla sezione 3 – 1 e su richiesta è disponibile in italiano.
Esiste oggi una versione di rotaia con carrelli dotati di sensori bluetooth che integrano il sistema di acquisizione dati, il “sistema rotaia e banco ottico” in versione da 1,2 m e da 2,2 m ed eventualmente è anche possibile acquistare a parte il solo carrello.
Ricordiamo che il progetto STEM è interamente visionabile al link