Alle ore 11 di martedì 7 maggio abbiamo misurato la potenza erogata dal motore con il pannello orientato perpendicolarmente ai raggi del sole. Per fare questo abbiamo proceduto nel modo seguente:
-
abbiamo
fissato un chiodo suo telaio del veicolo facendo in modo che fosse
perpendicolare ad esso (il foro è stato eseguito con un trapano a colonna e
abbiamo controllato la perpendicolarità del chiodo mediante una squadra);
-
mediante un
morsetto abbiamo fissato il telaio su un
treppiede per telecamera, con supporto mobile;
-
abbiamo
orientato il telaio verso il sole in modo che il piede del chiodo fosse
esattamente al centro dell’ombra proiettata dalla sua testa: così i raggi del
sole erano paralleli al chiodo e quindi perpendicolari al piano del telaio e
alla superficie delle celle fotovoltaiche, che giacciono su di esso.
|
|
Nella
foto sopra Matteo sta
orientando il pannello fotovoltaico del veicolo perpendicolarmente ai
raggi del Sole. A sinistra si vedono Mattia, Emanuele e Marco che stanno
effettuando una prova: Emanuele tiene bloccato l’albero motore,
stringendo con due dita il giunto che lo collega all’argano, Marco tiene
in posizione la massa di 50 g, facendo in modo che non oscilli, Mattia
tiene tesa la striscia di carta graduata che ci servirà a studiare meglio
il moto della massa. Non ripresa dalla foto, Annalisa si prepara a dare il
via ad Emanuele e a cronometrare il tempo impiegato dal motore ad
arrotolare i 133 cm di filo da pesca molto sottile (abbiamo usato
un filo del 10, cioè di un decimo di millimetro di diametro) |
La prova
per determinare la potenza consiste nel controllare quanto tempo impiega il
motore a sollevare la massa di 50 g. di 133 cm (cioè della lunghezza del filo
da pesca fissato al tamburo del piccolo argano collegato all’albero del motore
mediante un giunto elastico).
Dato che un
N è uguale a 102 g e approssimando
alla seconda cifra decimale, si ottiene:
F
= 50 / 102 = 0,49 N
e
L = F x S = 0,49 x 1,33 = 0,65 J
Per calcolare la potenza
occorre determinare il tempo necessario per compiere questo lavoro.
Nelle prime prove tenevamo il
pannello in mano cercando di esporlo perpendicolarmente ai raggi del sole
usando il metodo consigliato alla pagina web:
http://www.museoscienza.org/energia/labenergia/ombre.html
cioè facevamo in modo che l’ombra proiettata dal pannello fosse più
estesa possibile; però questo metodo non si è rivelato preciso e i tempi
variavano molto.
Quando abbiamo fissato il
pannello ad un sostegno orientabile e abbiamo usato per orientare il pannello il
“metodo del chiodo” descritto nelle pagine precedenti, i cronometraggi hanno
dato dei tempi molto più vicini fra loro.
|
Cronometraggi
in secondi: |
|||||||||
|
2,75 |
2,81 |
2,73 |
2,92 |
2,71 |
2,93 |
2,83 |
2,92 |
3,04 |
2,86 |
Come valore del tempo
abbiamo assunto la media aritmetica fra i tempi rilevati:
t
= (2,75+2,81+2,73+2,92+2,71+2,93+2,83+2,92+3,04+2,86)/10 = 2,85 s
Quindi
la potenza sarà: P = L
/ t =
0,65 / 2,85 =
0,23 W
Volevamo inoltre sapere se
il moto della massa campione è uniforme; con una macchina fotografica digitale
abbiamo scattato una serie di fotogrammi con una frequenza di 10 fotogrammi al
secondo durante la sua ascesa, quindi abbiamo disposto i fotogrammi uno di
fianco all’altro.
Dalla sequenza di
fotogrammi si può notare che la massa percorre spazi uguali in tempi uguali, quindi
il moto è rettilineo uniforme. Lo dimostra anche il fatto che, unendo
graficamente le immagini della massa che sale, si ottiene una retta come nel
grafico cartesiano del moto rettilineo uniforme.
1)
PROCEDIMENTO
2) PROGETTO
3) COSTRUZIONE
4) TRASMISSIONE
DEL MOTO ALLA RUOTA MOTRICE
5) IMPIANTO
PER LA DETERMINAZIONE DELLA POTENZA
6) TRASFORMAZIONI
DI ENERGIA
7) MODELLO
DELL'EFFETTO FOTOVOLTAICO.
8) ELEMENTI
E CARATTERISTICHE DEL NOSTRO CALIBRO.
9) DETERMINAZIONE
SPERIMENTALE DELLA POLARITA'
DI
UNA CELLA FOTOVOLTAICA.
10) DETERMINAZIONE
DELLA VELOCITA' DEL VEICOLO.
11) DETERMINAZIONE
DELLA POTENZA DEL MOTORE.
