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.