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Alcuni esempi di esperimentiAlcuni esempi di esperimenti
Esperimenti condotti in passatoEsperimenti condotti in passato
1. Misura del calore specifico dei solidi con il calorimetro delle mescolanze2. Studio del moto di un grave su un piano inclinato3. Misura della velocità del suono in aria4. Composizione onde acustiche e studio dei battimenti5. Assorbimento e dispersione del calore6. Studio della conducibilità di un liquido7. Studio del timbro di un suono8. Studio dell’urto elastico e anelastico9. Caratteristiche di una sorgente luminosa10. Dipendenza dalla distanza dell’intensità di una sorgente
Misura del calore specifico
La realizzazione di un calorimetro artigianale...
Le misure...
Campionamento frequente
della temperatura nei primi secondi
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
Calorimetro commerciale in laboratorio
Calorimetro artigianale
Letteratura
Risultati sperimentaliRisultati sperimentali
Studio del moto di un grave su un piano inclinato
La realizzazione del piano inclinato
Grafico
Tempo (s)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
0.60
0.80
1.00
1.20
Rac
colta
n°2
Pos
izio
ne (
m)
-15
-10
-50
510
15
Rac
colta
n°2
Acc
eler
azio
ne (
m/s
/s)
Misure di posizione ad intervalli di 0.01 s
Accelerazione
Posizione
tempo
angolo 15 scatola senza pesi
Tempo (s)
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
Rac
colta
n°5
Pos
izio
ne (
m)
angolo 20 scatola con pesi
Tempo (s)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
Rac
colta
n°5
Pos
izio
ne (
m)
Influenza dell’attrito
Analisi quantitativa
del moto accelerato
Misura della velocità del suono in aria
t
Suono originale Eco
1 metro t ~ 6 ms
Tubo aperto ad un’estremità
Grafico2
Tempo (ms)
0 5 10 15 20 25 30 35
-150
-100
-50
050
100
150
Rac
colta
n°1
Inte
nsità
(%
max
)
Lo scoppio di un palloncino
Il ticchettio di una sveglia
Grafico
Tempo (ms)
4000 4050 4100 4150
-5-4
-3-2
-10
12
34
5
Rac
colta
n°4
Inte
nsità
(%
max
)
La realizzazione sperimentale
Studio della dipendenza di v dalla temperatura
Il rimbalzo di una
pallina da ping-pong
sul pavimento e l’eco
dopo circa 6 ms
Grafico
Tempo (ms)
0 2.0 4.0 6.0 8.0
-100
-50
050
100
Rac
colta
n°7
Inte
nsità
(%
max
)
Composizione delle onde acustiche e studio dei battimenti
Diapason a frequenza leggermente diversa
o strumenti musicali a corda
Grafico
Tempo (s)
2.168 2.170 2.172 2.174 2.176 2.178 2.180 2.182-3
.0-2
.0-1
.00
1.0
2.0
3.0
Rac
colta
n°1
Inpu
t (V
olt)
Misura della frequenza al
variare della massa
Grafico
Tempo (s)
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-50
510
1520
2530
35
Rac
colta
n°1
Inte
nsità
(%
max
)
Grafico
Tempo (s)
1.49 1.50 1.51 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.58 1.59
-25
-20
-15
-10
-50
510
1520
25
Rac
colta
n°1
Inte
nsità
(%
max
)Grafico
Tempo (s)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6
-4.0
-3.0
-2.0
-1.0
01.
02.
0
Rac
colta
n°1
Inte
nsità
(%
max
)
Battimenti da diapason
Battimenti da corde di chitarra
Assorbimento e dispersione del calore
t2 = 25,1 °C t1 = 23,7 °C Q = 427 cal
22500
23000
23500
24000
24500
25000
25500
1
1494
2987
4480
5973
7466
8959
1045
2
Tempi
Tem
pera
ture
t2 = 28,7C° t1 = 23,7 C° Q = 1506 cal
22500
23500
24500
25500
26500
27500
28500
1
1028
2055
3082
4109
5136
6163
7190
8217
9244
1027
1
Tempo
Te
mp
era
tura
°C
Studio della conducibilità di un liquido
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 60
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
17000
grammi di bicarbonato di sodio
co
nd
ucib
ilit
à in
mic
roS
/cm
444
970 982 1017 1021
0
200
400
600
800
1000
1200
valori di conducibilità espressi a 25°C
acqua
Studio del timbro di un suono
Registrazione di un suono
Acquisizione dello spettro
Analisi di Fourier
Ricomposizione matematica
Studio di urti elastici e anelastici
Il rimbalzo di una palla di gomma...
Un grafico posizione - tempo
L’energia potenziale
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
Serie 2
Raccolta n°2
Distanza 2 (m)
0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85
01
23
45
67
89
1011
1213
1415
1617
1819
2021
Rac
colta
n°2
Illum
inam
ento
2 (
lux)
Metodo 1 - Serie 2
Raccolta n°2
1 su r2 quadro (m^(-2))
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Linearey = a1 + a2 xa1 = 0.00000a2 = 1.25468chi 2 = 1.69585iterazioni = 20
12
34
56
78
910
1112
1314
1516
1718
1920
21
Rac
colta
n°2
Illum
inam
ento
2 (
lux)
r
1/r2
Alcuni risultati
Alcune osservazioni Alcune osservazioni metodologiche conclusivemetodologiche 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 oesperimento, e non solo di quelli ideali previsti nei libri di testo o nei manuali di laboratorio.