Transcript Presentazione di PowerPoint

Alcuni esempi di esperimenti
Esperimenti condotti in passato
1. Misura del calore specifico dei solidi con il calorimetro delle
mescolanze
2. Studio del moto di un grave su un piano inclinato
3. Misura della velocità del suono in aria
4. Composizione onde acustiche e studio dei battimenti
5. Assorbimento e dispersione del calore
6. Studio della conducibilità di un liquido
7. Studio del timbro di un suono
8. Studio dell’urto elastico e anelastico
9. Caratteristiche di una sorgente luminosa
10. Dipendenza dalla distanza dell’intensità di una sorgente
Misura del calore specifico
Le misure...
La realizzazione di un calorimetro artigianale...
Campionamento frequente
della temperatura nei primi secondi
Risultati sperimentali
Calorimetro
commerciale in
laboratorio
Calorimetro
artigianale
Letteratura
Sostanza
c (cal / °C g)
c (cal / °C g)
Ottone
0.093
0.003
Rame
0.092
0.003
Alluminio
0.215
0.007
Ferro
0.115
0.003
Sostanza
c (cal / °C g)
c (cal / °C g)
Ottone
0.088
0.003
Rame
0.095
0.003
Alluminio
0.216
0.007
Ferro
0.112
0.003
Sostanza
c (cal / °C g)
Ottone
0.090
Rame
0.093
Alluminio
0.214
Ferro
0.115
Studio del moto di un grave
su un piano inclinato
Raccolta n°2
Posizione (m)
0.80
1.00
1.20
Grafico
Accelerazione
-15
La realizzazione del piano inclinato
Raccolta n°2
Accelerazione (m/s/s)
-10
-5
0
5
10
15
0.60
Posizione
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
T empo (s)
0.9
1.0
1.1
1.2
tempo
Misure di posizione ad intervalli di 0.01 s
1.3
1.4
1.5
0.80
Raccolta n°5
Posizione (m)
1.00
1.20
1.40
angolo 20 scatola con pesi
1.40
0.60
angolo 15 scatola senza pesi
0.4
0.6
0.8
1.0
1.20
0.2
1.6
1.8
2.0
Raccolta n°5
Posizione (m)
1.00
T empo (s)
0.80
del moto accelerato
1.4
0.60
Analisi quantitativa
1.2
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
T empo (s)
Influenza dell’attrito
5.0
5.5
6.0
Misura della velocità
del suono in aria
t
Suono originale
Eco
Tubo aperto ad un’estremità
1 metro  t ~ 6 ms
150
5
100
Grafico2
-3
-150
-2
-100
-50
Raccolta n°4
Intensità (% max)
-1
0
1
2
3
Raccolta n°1
Intensità (% max)
0
50
4
Grafico
-4
0
5
10
15
20
25
-5
Tempo (ms)
4000
4050
Tempo (ms)
Il ticchettio di una sveglia
4100
4150
Lo scoppio di un palloncino
30
35
La realizzazione sperimentale
Studio della dipendenza di v dalla temperatura
100
Grafico
50
Il rimbalzo di una
Raccolta n°7
Intensità (% max)
-50
0
pallina da ping-pong
sul pavimento e l’eco
-100
dopo circa 6 ms
0
2.0
4.0
Tempo (ms)
6.0
8.0
Composizione delle onde acustiche e
studio dei battimenti
Misura della frequenza al
variare della massa
o strumenti musicali a corda
-3.0
Diapason a frequenza leggermente diversa
-2.0
-1.0
Raccolta n°1
Input (Volt)
0
1.0
2.0
3.0
Gr a fic o
2.168
2.170
2.172
2.174
2.176
T em po (s)
2.178
2.180
2.182
15
20
25
30
35
Grafico
Raccolta n°1
Intensità (% max)
-10 -5
0
5
10
Battimenti da diapason
10
-35
15
-30
-25
20
-20
25
-15
Grafico
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.5
6.0
-10
Raccolta n°1
Intensità (% max)
-5
0
5
Tempo (s)
5.0
Raccolta n°1
Int ensità (% max)
-1. 0
0
-25
1.0
-20
-15
2.0
Grafico
1.49
1.50
1.51
1.52
1.53
1.54
-2. 0
Tempo (s)
-4. 0
-3. 0
Battimenti da corde di chitarra
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Te mpo (s )
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
1.55
1.56
1.57
1.58
1.59
Assorbimento e dispersione
del calore
t2 = 25,1 °C t1 = 23,7 °C Q = 427 cal
Temperature
25500
25000
24500
24000
23500
23000
8959
10452
7466
5973
4480
2987
1494
1
22500
Tempi
t2 = 28,7C° t1 = 23,7 C° Q = 1506 cal
27500
26500
25500
24500
23500
Tempo
10271
9244
8217
7190
6163
5136
4109
3082
2055
1028
22500
1
Temperatura °C
28500
Studio della conducibilità
di un liquido
17000
16000
15000
14000
13000
conducibilità in microS/cm
12000
11000
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
grammi di bicarbonato di sodio
4,5
5
5,5
6
Studio del timbro di un suono
Registrazione di un suono
Acquisizione dello spettro
Analisi di Fourier
Ricomposizione matematica
Studio di urti elastici e anelastici
Un grafico posizione - tempo
L’energia potenziale
Il rimbalzo di una palla di gomma...
L’urto di un carrello contro un muro
Un grafico velocità - tempo
Moto sul piano (attrito)
Urto contro il muro
La velocità cambia verso
Le variazioni di luminosità
di una sorgente
Correlazione temporale (con sfasamento) tra
tensione di alimentazione e intensità luminosa
Legge 1/r2 per una
sorgente luminosa
Sorgente puntiforme
Sorgente estesa
LG
LG
LG
20
21
S e r ie 2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Raccolta n°2
Illuminamento 2 (lux)
9
10 11 12
13
14
15
16
17
18
19
Alcuni risultati
0. 70
0. 75
0. 80
Me todo 1 - S er ie 2
0. 85
20 21
0. 65
17
16
15
14
13
Raccolta n°2
Illuminamento 2 (lux)
9
10
11
12
r
18
19
Lineare
y = a1 + a2 x
a1 = 0. 00000
a2 = 1. 25468
c hi^ 2 = 1. 69585
it eraz ioni = 20
8
0. 60
7
0. 55
Rac c olt a n°2
Dis t anz a 2 (m )
6
0. 50
5
0. 45
4
0. 40
3
0. 35
2
0. 30
1
0. 25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Rac c olt a n°2
10
11
12
13
14
15
1 s u r2 quadro (m^ (-2))
1/r2
16
Alcune osservazioni
metodologiche conclusive
Integrazione tra lavoro sperimentale di tipo tradizionale (progettazione
e realizzazione dell’apparato) e nuove tecnologie.
Lavoro per gruppi, con valorizzazione delle competenze di
ciascuno (teoria, capacità sperimentali, hardware, software,
analisi dei dati,…)
Studio dei possibili effetti reali e quantitativi di un fenomeno o
esperimento, e non solo di quelli ideali previsti nei libri di testo o
nei manuali di laboratorio.