Es. n. 7, 8 e 13 dalla fotocopia.
Es. n. 26 a pag. 157, n. 44 e 45 a pag. 106 del libro di testo.
sabato 26 febbraio 2011
mercoledì 23 febbraio 2011
Classe IV I - Lezione del 23 febbraio 2011
Il frigorifero
Il principio di funzionamento di un frigorifero è il seguente:
Il fluido operatore, detto anche refrigerante, entra nella valvola di espansione ad una pressione che, per esempio, può essere di 808 kPa, realizzata grazie ad un compressore elettromeccanico, ne fuoriesce ad una pressione di poco superiore a quella atmosferica (120 kPa) compiendo un'espansione adiabatica; nell’espansione il gas si raffredda; la sua temperatura può passare, per esempio, da circa 30 °C a -25 °C
Il fluido freddo entra nell’evaporatore, una serpentina fredda disposta all’interno del frigorifero, dove evapora assorbendo calore dal sistema da raffreddare (espansione isobara e isoterma);
Successivamente raggiunge l’ingresso a bassa pressione del compressore. In uscita dal compressore la pressione e la temperatura del fluido crescono (compressione adiabatica).
Il fluido caldo attraversa il condensatore), la serpentina calda disposta sulla parete posteriore del frigorifero, dove passa dallo stato di vapore denso allo stato liquido cedendo calore all’ambiente esterno (compressione isobara e isoterma) e preraffreddandosi prima di rientrare nella valvola di espansione.
Suono - Appunti
L'altezza di un suono è legato alla frequenza dell'onda sonora: a un suono basso (o grave) corrisponde una frequenza bassa, mentre ad un suono alto (o acuto) una frequenza alta.
L'intensità di un suono è l'energia che attraversa l'unità di superficie nell'unità di tempo I= E/(deltat*S). L'energia dell'onda sonora a sua volta è proporzionale al quadrato dell'ampiezza (come già sappiamo per il moto armonico).
Il timbro di un suono è quella caratteristica che ci permette di distinguere una stessa nota suonata da strumenti diversi. Il timbro è legato alla forma dell'onda, cioè alla sua composizione armonica.
La percezione del suono da parte dell'orecchio umano dipende dall'intensità e anche dalla frequenza: suoni di uguale intensità e di diversa frequenza sono percepiti di "volume" diverso.
Compiti per venerdì 25 febbraio 2011
1. Rappresenta nel piano p-V il ciclo frigorifero.
2. Calcola una espressione del coefficiente di prestazione in funzione delle temperature della sorgente calda e della sorgente fredda. Puoi seguire due strade: a) (semplificata) sfruttare la già nota relazione Q1/Q2=T1/T2; b) (rigorosa) studiare un ciclo di Stirling percorso in senso antiorario (frigorifero di Stirling).
3. Studia sul libro "Intensità del suono" da pag. 613 a pag. 616 (escluso La percezione umana del suono). Sul libro "Fenomeni e fisica" studiare pp. 205/206.
Il principio di funzionamento di un frigorifero è il seguente:
Il fluido operatore, detto anche refrigerante, entra nella valvola di espansione ad una pressione che, per esempio, può essere di 808 kPa, realizzata grazie ad un compressore elettromeccanico, ne fuoriesce ad una pressione di poco superiore a quella atmosferica (120 kPa) compiendo un'espansione adiabatica; nell’espansione il gas si raffredda; la sua temperatura può passare, per esempio, da circa 30 °C a -25 °C
Il fluido freddo entra nell’evaporatore, una serpentina fredda disposta all’interno del frigorifero, dove evapora assorbendo calore dal sistema da raffreddare (espansione isobara e isoterma);
Successivamente raggiunge l’ingresso a bassa pressione del compressore. In uscita dal compressore la pressione e la temperatura del fluido crescono (compressione adiabatica).
Il fluido caldo attraversa il condensatore), la serpentina calda disposta sulla parete posteriore del frigorifero, dove passa dallo stato di vapore denso allo stato liquido cedendo calore all’ambiente esterno (compressione isobara e isoterma) e preraffreddandosi prima di rientrare nella valvola di espansione.
Suono - Appunti
L'altezza di un suono è legato alla frequenza dell'onda sonora: a un suono basso (o grave) corrisponde una frequenza bassa, mentre ad un suono alto (o acuto) una frequenza alta.
L'intensità di un suono è l'energia che attraversa l'unità di superficie nell'unità di tempo I= E/(deltat*S). L'energia dell'onda sonora a sua volta è proporzionale al quadrato dell'ampiezza (come già sappiamo per il moto armonico).
Il timbro di un suono è quella caratteristica che ci permette di distinguere una stessa nota suonata da strumenti diversi. Il timbro è legato alla forma dell'onda, cioè alla sua composizione armonica.
La percezione del suono da parte dell'orecchio umano dipende dall'intensità e anche dalla frequenza: suoni di uguale intensità e di diversa frequenza sono percepiti di "volume" diverso.
Compiti per venerdì 25 febbraio 2011
1. Rappresenta nel piano p-V il ciclo frigorifero.
2. Calcola una espressione del coefficiente di prestazione in funzione delle temperature della sorgente calda e della sorgente fredda. Puoi seguire due strade: a) (semplificata) sfruttare la già nota relazione Q1/Q2=T1/T2; b) (rigorosa) studiare un ciclo di Stirling percorso in senso antiorario (frigorifero di Stirling).
3. Studia sul libro "Intensità del suono" da pag. 613 a pag. 616 (escluso La percezione umana del suono). Sul libro "Fenomeni e fisica" studiare pp. 205/206.
martedì 22 febbraio 2011
Compiti V B mercoledì 23 febbraio 2011
1. Una spira rettangolare di lati 1 e 20 cm è collocata con il lato corto all'interno di un solenoide lungo 25 cm composto da 500 spire. Il piano della spira è perpendicolare all'asse del solenoide. Il solenoide è percorso da una corrente pari a 0,5 A, la massa della spira è di 4 g. Calcola quale corrente deve attraversare la spira in modo che essa si trovi in equilibrio.
2. Un filo conduttore lungo 1 m è percorso da una corrente di 1 A. Calcola in quale situazione la forza dovuta all'interazione con il campo magnetico terrestre è minima e massima; in quest'ultimo caso calcolane il valore. Ricorda che il campo magnetico terrestre vale circa 5*10^-5 T.
3. Calcola l'espressione della f.e.m. indotta in una sbarra conduttrice lunga L che si muove con una velocità v perpendicolarmente alle linee di un campo magnetico uniforme di intensità B. Svolgi il calcolo sia utilizzando la forza di Lorentz sia la legge di Faraday.
2. Un filo conduttore lungo 1 m è percorso da una corrente di 1 A. Calcola in quale situazione la forza dovuta all'interazione con il campo magnetico terrestre è minima e massima; in quest'ultimo caso calcolane il valore. Ricorda che il campo magnetico terrestre vale circa 5*10^-5 T.
3. Calcola l'espressione della f.e.m. indotta in una sbarra conduttrice lunga L che si muove con una velocità v perpendicolarmente alle linee di un campo magnetico uniforme di intensità B. Svolgi il calcolo sia utilizzando la forza di Lorentz sia la legge di Faraday.
lunedì 21 febbraio 2011
Compiti I H I
Per tutti:
1. Un cuoco mette su una bilancia con la risoluzione di 10 g un piatto vuoto. La bilancia segna 280 g. Poi versa un po' di farina nel piatto. la bilancia segna 420 g. Scrivi correttamente le misure dirette ed esprimi la misura della massa della farina.
2. Uno studente misura il diametro di una moneta da 2 euri con un calibro decimale e ottiene 25,8+/- 0,1)mm. Esprimere la misura del raggio della circonferenza.
3. Una studente misura due grandezze m e V e trova i risultati: m=(75+/-2)g, V=(6,5+/- 0,3)cm^3. Calcola il rapporto. Di quale grandezza si tratta?
Per la I H:
4. Es. n. 9 a pag. 123.
Per la I I:
4. Es. n. 42 a pag. 106.
1. Un cuoco mette su una bilancia con la risoluzione di 10 g un piatto vuoto. La bilancia segna 280 g. Poi versa un po' di farina nel piatto. la bilancia segna 420 g. Scrivi correttamente le misure dirette ed esprimi la misura della massa della farina.
2. Uno studente misura il diametro di una moneta da 2 euri con un calibro decimale e ottiene 25,8+/- 0,1)mm. Esprimere la misura del raggio della circonferenza.
3. Una studente misura due grandezze m e V e trova i risultati: m=(75+/-2)g, V=(6,5+/- 0,3)cm^3. Calcola il rapporto. Di quale grandezza si tratta?
Per la I H:
4. Es. n. 9 a pag. 123.
Per la I I:
4. Es. n. 42 a pag. 106.
Esercizi II H martedì 22 febbraio 2011
1. Una persona stringe una palla da baseball di peso 1,42 N nella propria mano, a una distanza di 34,0 cm dall'articolazione del gomito, come illustrato nella figura. Il bicipite, attaccato a una distanza di 2,75 cm dal gomito, esercita una forza verso l'alto di 12,6 N sull'avambraccio. Considera l'avambraccio e la mano come un'asta uniforme di massa 1,20 kg.
a) Calcola il momento risultante che agisce sull'avambraccio e sulla mano (considera il gomito come centro di rotazione); b) se il momento calcolato in a) non è nullo, in quale direzione ruoteranno l'avambraccio e la mano? c)come varierebbe il momento risultante se il bicipite fosse attaccato più lontano dal gomito?
2. Un uomo di massa 70 kg si trova in piedi su una spessa piattaforma galleggiante di sughero di superficie 1 m^2. Un amico della stessa massa viene issato sulla piattafoma. Calcola di quanto essa affonda in acqua quando sale su di essa la seconda persona.
3. La forza F indicata nella figura mantiene la fune AB in direzione orizzontale quando il corpo pesa 200 N. Determinare l'intensità della forza F e stabilire l'intensità dell'altra forza applicata dalla fune AB nel punto B. (Sugg.: Imponi la condizione di equilibrio nelle traslazioni lungo gli assi x e y).
4. Es. n. 6 pag. 199 del libro di testo (prova a risolverlo leggendo pp. 190/191)
domenica 20 febbraio 2011
Esercizi di termodinamica IV I
1. Un gas ideale è costituito da atomi di massa molare 70 g/mol. La velocità media delle sue molecole è 450 m/s. Determina la sua temperatura T.
2.La densità dell'azoto alla temepratura 0°C e alla pressione di 1,01*10^5 Pa è di 1,25*10^-3 g/cm3. Determinare la densità del gas a 100°C e a alla pressione di 2,02*10^5 Pa.
2.La densità dell'azoto alla temepratura 0°C e alla pressione di 1,01*10^5 Pa è di 1,25*10^-3 g/cm3. Determinare la densità del gas a 100°C e a alla pressione di 2,02*10^5 Pa.
domenica 13 febbraio 2011
Esercizi termodinamica IV I
1. 64 g di ossigeno vengono introdotti in una bombola di volume 2 litri. Determina la pressione esercitata dal gas dopo che il sitema si è portata alla temperatura di 20°C. [2,44*10^6 Pa]
2. Un recipiente contiene neon alla temperatura 273K. Il recipiente viene riscaldato a volume costante fino alla temperatura di 373K. Determinare la velocità delle molecole prima e dopo il riscaldamento.[v1=579 m/s, v2= 676 m/s]
3. Una mole di gas ideale avente calore specifico molare Cv=20,8 J/(mol*K) esegue le quattro trasformazioni AB, BC, CD, DA indicate in figura. L'isoterma si sviluppa a 600 K. Il volume VA vale 10 dm3, VB 30 dm3. La temperatura in C è 500 K. Determina Q, L e deltaU in ciascuna trasformazione.
4. Una macchina termica esegue un ciclo di Stirling tra due sorgenti di calore che si trovano alle temperature di 300 k e di 500 k. In ciascun ciclo la macchina cede 100 kcal alla sorgente fredda. Determina quanto calore assorbe dalla sorgente calda e quanto lavoro compie in ciascun ciclo. [Q=167 kcal; L= 66,7 kcal]
2. Un recipiente contiene neon alla temperatura 273K. Il recipiente viene riscaldato a volume costante fino alla temperatura di 373K. Determinare la velocità delle molecole prima e dopo il riscaldamento.[v1=579 m/s, v2= 676 m/s]
3. Una mole di gas ideale avente calore specifico molare Cv=20,8 J/(mol*K) esegue le quattro trasformazioni AB, BC, CD, DA indicate in figura. L'isoterma si sviluppa a 600 K. Il volume VA vale 10 dm3, VB 30 dm3. La temperatura in C è 500 K. Determina Q, L e deltaU in ciascuna trasformazione.
4. Una macchina termica esegue un ciclo di Stirling tra due sorgenti di calore che si trovano alle temperature di 300 k e di 500 k. In ciascun ciclo la macchina cede 100 kcal alla sorgente fredda. Determina quanto calore assorbe dalla sorgente calda e quanto lavoro compie in ciascun ciclo. [Q=167 kcal; L= 66,7 kcal]
sabato 5 febbraio 2011
V B Compiti lunedì 7 febbraio 2011
Studiare pp. 191/193, incluso il Puntualizza a pag. 192, escluso il Puntualizza a pag. 193.
Es. n. 7, 12, 16, 29, 30 a pag. 183 e ss.
Es. n. 7, 12, 16, 29, 30 a pag. 183 e ss.
III H Compiti per lunedì 7 febbraio 2011
Svolgere gli esercizi n. 2 e 3 del compito e i seguenti:
30. Gli esercizi dettati n. 25., 26. e 27. suggeriscono il seguente teorema: "Se una retta r interseca l'asse di simmetria s: y-k= 0 in un punto S(h;k) e r' è la simmetrica di r rispetto ad s, allora r' è anche simmetrica di r rispetto a s': x-h=0". (Suggerimento: dimostra usando le equazioni delle simmetrie
84. Scrivere le equazioni delle tangenti alla circonferenza di equazione x2+y2-2y-24=0 nei suoi punti di ordinata 5. (Valuta se ti può essere conveniente usare le simmetrie)
30. Gli esercizi dettati n. 25., 26. e 27. suggeriscono il seguente teorema: "Se una retta r interseca l'asse di simmetria s: y-k= 0 in un punto S(h;k) e r' è la simmetrica di r rispetto ad s, allora r' è anche simmetrica di r rispetto a s': x-h=0". (Suggerimento: dimostra usando le equazioni delle simmetrie
84. Scrivere le equazioni delle tangenti alla circonferenza di equazione x2+y2-2y-24=0 nei suoi punti di ordinata 5. (Valuta se ti può essere conveniente usare le simmetrie)
IV I Ciclo termodinamico ed esercizi
Alcuni esercizi, anche in vista della verifica di lunedì 21 gennaio, e un ciclo da analizzare simile a quello realizzato in laboratorio ieri.
Es.zi n. 56 e 76 a pag. 597 e ss.
Es.zi n. 56 e 76 a pag. 597 e ss.
domenica 2 gennaio 2011
Compiti II H martedì 11 gennaio 2011
1. Cerca di realizzare la stratificazione di liquidi nella foto. E' importante versare i liquidi lentamente gli uni sugli altri. Dal basso verso l'alto si tratta di: detersivo per i piatti, acqua, olio e alcool. Cerca i valori di densità di queste sostanze, puoi utilizzare Internet o anche i risultati delle misure che hai fatto con i compagni nel corso del primo anno. Una volta realizzata la stratificazione vi lasci cadere un dischetto di sughero (ottenuto da un tappo), un piccolo oggetto di plastica, una biglia di vetro, un pezzo di plastilina. Cosa succede agli oggetti?
2. Riempi di acqua fino a oltre l'orlo un bicchiere d'acqua (si deve formare un menisco convesso). Appoggia sulla superficie sul bordo del bicchiere una cartolina dalla parte lucida (qualche goccia d'acqua potrebbe uscire). Tenendo ferma la cartolina capovolgi il bicchiere. Sostenendo il bicchiere togli la mano da sotto la cartolina, se hai fatto tutto bene l'acqua e la cartolina non dovrebbero cadere.
3. Immergi un bicchiere in una vaschetta (o in un lavandino) piena d'acqua (il bicchiere deve essere completamente immerso e pieno d'acqua). Solleva il bicchiere lentamente tenendolo capovolto. Dovresti osservare che il bicchiere rimane pieno prima di essere estratto completamente dall'acqua.
sabato 1 gennaio 2011
Check-list per la relazione di laboratorio
1. Titolo dell’esperimento
Il titolo indica il tipo di misura o lo scopo più importante dell’esperimento?
2. Scopo
Hai indicato tutti gli obiettivi delle misure e dell’esperimento?
3. Materiali e strumenti
Hai elencato tutti gli strumenti?
Hai indicato di ciascuno di essi la sensibilità e la portata?
Se hai utilizzato uno strumento per la prima volta, hai eseguito un disegno o incollato una foto con una didascalia che ne indichi le parti principali?
Hai elencato anche i materiali e gli altri oggetti utilizzati? (cartoncino, filo, corda, elementi per un montaggio, ecc.)
4. Procedimento
Hai descritto tutte le fasi della misura o dell’esperimento?
Hai utilizzato dei disegni?
Hai motivato perché hai eseguito più misure delle stessa grandezza?
Hai motivato perché hai scelto come incertezza assoluta un valore diverso dalla sensibilità dello strumento?
5. Risultati delle misure ed elaborazione dei dati
Hai presentato i risultati usando anche il linguaggio discorsivo?
Hai usato simboli opportuni per indicare le grandezze?
Hai riportato sempre l’unità di misura, sia nei risultati delle misure dirette, sia nei passaggi delle elaborazioni, sia nel risultato finale?
Hai calcolato l’incertezza relativa percentuale del risultato/dei risultati finali? (Un’incertezza relativa percentuale inferiore o uguale al 5% può essere un indicatore di buona qualità per la misura)
6. Valutazione del risultato
Se la grandezza da misurare ha un valore tabulato reperibile sul tuo manuale o su Internet, hai osservato se il tuo risultato è compatibile con quello tabulato? Hai realizzato un disegno per facilitare questo confronto?
Hai calcolato lo scarto percentuale? (Uno scarto percentuale inferiore al 5% può essere un indicatore di buona qualità per la misura)
7. Conclusioni e commenti
Hai realizzato la misura proposta? Hai raggiunto lo scopo dell’esperimento?
Hai riportato i problemi incontrati?
Hai riportato le domande emerse nell’esperimento e le ipotesi di risposta?
Il titolo indica il tipo di misura o lo scopo più importante dell’esperimento?
2. Scopo
Hai indicato tutti gli obiettivi delle misure e dell’esperimento?
3. Materiali e strumenti
Hai elencato tutti gli strumenti?
Hai indicato di ciascuno di essi la sensibilità e la portata?
Se hai utilizzato uno strumento per la prima volta, hai eseguito un disegno o incollato una foto con una didascalia che ne indichi le parti principali?
Hai elencato anche i materiali e gli altri oggetti utilizzati? (cartoncino, filo, corda, elementi per un montaggio, ecc.)
4. Procedimento
Hai descritto tutte le fasi della misura o dell’esperimento?
Hai utilizzato dei disegni?
Hai motivato perché hai eseguito più misure delle stessa grandezza?
Hai motivato perché hai scelto come incertezza assoluta un valore diverso dalla sensibilità dello strumento?
5. Risultati delle misure ed elaborazione dei dati
Hai presentato i risultati usando anche il linguaggio discorsivo?
Hai usato simboli opportuni per indicare le grandezze?
Hai riportato sempre l’unità di misura, sia nei risultati delle misure dirette, sia nei passaggi delle elaborazioni, sia nel risultato finale?
Hai calcolato l’incertezza relativa percentuale del risultato/dei risultati finali? (Un’incertezza relativa percentuale inferiore o uguale al 5% può essere un indicatore di buona qualità per la misura)
6. Valutazione del risultato
Se la grandezza da misurare ha un valore tabulato reperibile sul tuo manuale o su Internet, hai osservato se il tuo risultato è compatibile con quello tabulato? Hai realizzato un disegno per facilitare questo confronto?
Hai calcolato lo scarto percentuale? (Uno scarto percentuale inferiore al 5% può essere un indicatore di buona qualità per la misura)
7. Conclusioni e commenti
Hai realizzato la misura proposta? Hai raggiunto lo scopo dell’esperimento?
Hai riportato i problemi incontrati?
Hai riportato le domande emerse nell’esperimento e le ipotesi di risposta?
Schema per la relazione di laboratorio I H I
1. Titolo dell’esperimento
Deve essere breve (una riga, due al massimo) e deve servire a inquadrare il tipo di misura o a indicarne lo scopo.
2. Scopo
Deve descrivere sinteticamente gli obiettivi dell’esperimento quando questi non siano espressi esaustivamente nel titolo (quattro-cinque righe al massimo).
3. Strumenti e materiali
Compila un elenco andando a capo degli strumenti e dei materiali utilizzati indicandone le caratteristiche (sensibilità, portata, …). Qualora gli strumenti siano utilizzati per la prima volta, correda l’elenco con un disegno e l’indicazione delle parti più significative.
4. Procedimento
Descrivi l’apparato sperimentale riferendoti ad un disegno schematico dello stesso, riporta le operazioni eseguite utilizzando un linguaggio appropriato, introduci notazioni opportune per le grandezze misurate (ad. es. l, t ed m rispettivamente per lunghezza, tempo e massa, usando il pedice per distinguere le misure di grandezze omogenee, ad es. m1, m2, …). Valuta l’incertezza assoluta attribuita alle misure dirette motivando la tua scelta, soprattutto quando è diversa dalla sensibilità dello strumento.
5. Risultati della misura ed elaborazione dei dati
Esponi i risultati qualitativi e quantitativi della misura utilizzando il linguaggio discorsivo, indicando le grandezze con le notazioni introdotte nel paragrafo precedente, ricorrendo nel caso di molti dati all’uso di tabelle che rechino nell’intestazione delle colonne il simbolo e l’unità di misura della grandezza.
Esponi il metodo di elaborazione motivando i passaggi ed esegui i calcoli (valore medio, semidispersione, …) e i grafici necessari (questi ultimi su carta millimetrata).
Calcola l’incertezza relativa (percentuale) della misura finale.
6. Valutazione del risultato
Nel caso in cui avessi eseguito la misura di una grandezza il cui valore è riportato nelle tabelle del libro, di manuali di laboratorio o reperibili nel web (valore tabulato), è necessario valutare se il risultato raggiunto è compatibile con esso e calcolare lo scarto percentuale del risultato ottenuto rispetto al valore tabulato mediante la relazione:
scarto percentuale = (valore misurato-valore tabulato)/valore tabulato
7. Conclusioni e commenti
Riporta le interpretazioni conclusive sulla misura realizzata, valutando se gli obiettivi che ci si era proposti di ottenere sono stati effettivamente raggiunti e fornendo un tentativo di spiegazione di eventuali inconvenienti che si fossero verificati.
Individua i quesiti irrisolti e i fatti rimasti senza spiegazione convincente.
Deve essere breve (una riga, due al massimo) e deve servire a inquadrare il tipo di misura o a indicarne lo scopo.
2. Scopo
Deve descrivere sinteticamente gli obiettivi dell’esperimento quando questi non siano espressi esaustivamente nel titolo (quattro-cinque righe al massimo).
3. Strumenti e materiali
Compila un elenco andando a capo degli strumenti e dei materiali utilizzati indicandone le caratteristiche (sensibilità, portata, …). Qualora gli strumenti siano utilizzati per la prima volta, correda l’elenco con un disegno e l’indicazione delle parti più significative.
4. Procedimento
Descrivi l’apparato sperimentale riferendoti ad un disegno schematico dello stesso, riporta le operazioni eseguite utilizzando un linguaggio appropriato, introduci notazioni opportune per le grandezze misurate (ad. es. l, t ed m rispettivamente per lunghezza, tempo e massa, usando il pedice per distinguere le misure di grandezze omogenee, ad es. m1, m2, …). Valuta l’incertezza assoluta attribuita alle misure dirette motivando la tua scelta, soprattutto quando è diversa dalla sensibilità dello strumento.
5. Risultati della misura ed elaborazione dei dati
Esponi i risultati qualitativi e quantitativi della misura utilizzando il linguaggio discorsivo, indicando le grandezze con le notazioni introdotte nel paragrafo precedente, ricorrendo nel caso di molti dati all’uso di tabelle che rechino nell’intestazione delle colonne il simbolo e l’unità di misura della grandezza.
Esponi il metodo di elaborazione motivando i passaggi ed esegui i calcoli (valore medio, semidispersione, …) e i grafici necessari (questi ultimi su carta millimetrata).
Calcola l’incertezza relativa (percentuale) della misura finale.
6. Valutazione del risultato
Nel caso in cui avessi eseguito la misura di una grandezza il cui valore è riportato nelle tabelle del libro, di manuali di laboratorio o reperibili nel web (valore tabulato), è necessario valutare se il risultato raggiunto è compatibile con esso e calcolare lo scarto percentuale del risultato ottenuto rispetto al valore tabulato mediante la relazione:
scarto percentuale = (valore misurato-valore tabulato)/valore tabulato
7. Conclusioni e commenti
Riporta le interpretazioni conclusive sulla misura realizzata, valutando se gli obiettivi che ci si era proposti di ottenere sono stati effettivamente raggiunti e fornendo un tentativo di spiegazione di eventuali inconvenienti che si fossero verificati.
Individua i quesiti irrisolti e i fatti rimasti senza spiegazione convincente.
Appunti di fisica per I H e I I
La misura
• Misurare consiste nel calcolare quante volte l’unità di misura (o i suoi multipli o sottomultipli) è contenuta nella grandezza da misurare. Quindi la misura è il rapporto tra la grandezza da misurare e una grandezza utilizzata come unità di misura.
• La migliore stima di una grandezza è il valore che secondo noi si avvicina di più al suo valore vero.
• L’incertezza assoluta è il valore che insieme alla migliore stima fissa un intervallo entro cui siamo ragionevolmente sicuri che cada il valore vero della grandezza.
Cifre significative nelle misure
• L’incertezza assoluta di una misura si esprime con una sola cifra significativa.
• La migliore stima di una misura deve avere come ultima cifra significativa quella che occupa il posto dell’unica cifra significativa dell’incertezza assoluta.
Incertezze sistematiche e accidentali
• Le incertezze sistematiche influenzano la misura sempre in difetto (determinando sottostime) o sempre in eccesso (determinando sovrastime). Sono causate da un malfunzionamento dello strumento di misura o ad un cattivo utilizzo dello stesso da parte nostra.
• Le incertezze accidentali influenzano la misura in difetto o in eccesso in modo imprevedibile; si possono ridurre, ma mai eliminare del tutto.
Caratteristiche degli strumenti
• La portata di uno strumento di misura è il più grande valore della grandezza che lo strumento può misurare.
• La sensibilità di uno strumento di misura è la più piccola variazione della grandezza che lo strumento può apprezzare.
Misure ripetute
• Quando una misura è affetta solo da incertezze accidentali è opportuno ripeterla più volte.
• Nel caso di misure ripetute, la migliore stima si calcola come media aritmetica delle misure, cioè come rapporto tra la somma delle misure ed il loro numero; mentre l’incertezza assoluta si calcola come semidispersione, cioè come semidifferenza tra il valore massimo e quello minimo misurati.
• Per scrivere correttamente la misura finale, prima arrotondiamo l’incertezza assoluta, poi la migliore stima secondo le regole riportate in “Cifre significative delle misure”
• Se la semidispersione è minore della sensibilità dello strumento, come incertezza assoluta si assume la sensibilità; in altro modo si può dire che l’incertezza assoluta nel caso di misure ripetute è uguale alla quantità più grande tra la semidispersione e la sensibilità dello strumento.
Incertezza relativa
• L’incertezza relativa è il rapporto tra incertezza assoluta e migliore stima.
• L’incertezza relativa, come quella assoluta, si arrotonda alla prima cifra significativa.
• L’incertezza relativa percentuale è l’incertezza relativa espressa in forma percentuale e si calcola moltiplicando quella relativa per 100.
Misure indirette
• Una misura indiretta è quella che si ottiene mediante operazioni tra altre misure.
Misure indirette. Calcolo della migliore stima
Somma e differenza
• La migliore stima della somma (differenza) di due grandezze è uguale alla somma (differenza) delle migliori stime delle grandezze.
Prodotto e quoziente (rapporto)
• La migliore stima del prodotto (quoziente) di due grandezze è uguale al prodotto (quoziente) delle migliori stime delle grandezze.
Metodo approssimato delle cifre significative
• In questo metodo, prima calcoliamo ed arrotondiamo la migliore stima, poi associamo l’incertezza assoluta.
Metodo approssimato. Regole di arrotondamento della migliore stima
Prodotto e quoziente
• La migliore stima di una misura indiretta, ottenuta da un prodotto o da un quoziente, si arrotonda allo stesso numero di cifre significative dell’operando che ne ha di meno.
Somma e differenza
• La migliore stima di una misura indiretta, ottenuta da una somma o da una differenza, si arrotonda in modo che l’ultima cifra significativa sia ottenuta dalla somma o dalla differenza di cifre significative.
Metodo approssimato. Regola per associare l’incertezza assoluta
• L’incertezza assoluta di una misura indiretta ha come unica cifra significativa un “1” che occupa la stessa posizione dell’ultima cifra significativa della migliore stima.
Metodo della propagazione degli errori
• In questo metodo, prima calcoliamo ed arrotondiamo l’incertezza assoluta, poi la migliore stima.
Somma e differenza
• L’incertezza assoluta della somma (differenza) di due misure è uguale alla somma delle incertezze assolute delle misure.
Prodotto e quoziente (rapporto)
• L’incertezza assoluta del prodotto (quoziente) di due misure è uguale alla somma delle incertezze relative delle misure.
Il metro
• Il metro (m) è l’unità di misura della lunghezza.
• Prima definizione. Il metro è la 40 000 000esima parte del meridiano terrestre.
• Seconda definizione. Il metro è la lunghezza di una barra di platino-iridio (campione materiale) conservata all’Ufficio Internazionale di Pesi e Misure a Sévres, vicino Parigi.
Il secondo
• Il secondo (s) è l’unità di misura del tempo.
• Il secondo (s) è l’86 400esima parte di un giorno solare.
• Il giorno solare è il tempo tra due culminazioni consecutive.
• La culminazione (o mezzogiorno locale) è l’istante in cui il Sole raggiunge la massima altezza rispetto all’orizzonte.
Il kilogrammo
• Il kilogrammo (kg) è l’unità di misura della massa.
• Prima definizione. Il kilogrammo è uguale alla massa di 1 litro (l), cioè di un decimetro cubo (dm3), di acqua distillata.
• Seconda definizione. Il kilogrammo (kg) è uguale alla massa di un cilindro equilatero di altezza e diametro pari a 39 mm conservato all’Ufficio Internazionale di Pesi e Misure di Sévres, vicino Parigi.
Notazione scientifica
• Un numero è scritto in notazione scientifica quando è espresso come il prodotto tra un numero compreso tra 0 e 10, chiamato mantissa, ed una potenza di 10 opportuna.
Operazioni tra numeri in notazione scientifica
Somma e differenza
• La somma (differenza) di due numeri in notazione scientifica aventi la stessa potenza di 10 è uguale ad un numero che ha per mantissa la somma (differenza) delle mantisse e per potenza di 10 la stessa potenza di 10.
Prodotto e quoziente
• Il prodotto (quoziente) di due numeri in notazione scientifica è uguale ad un numero che ha per mantissa il prodotto (quoziente) delle mantisse e per potenza di 10 il prodotto delle potenze di 10.
• Misurare consiste nel calcolare quante volte l’unità di misura (o i suoi multipli o sottomultipli) è contenuta nella grandezza da misurare. Quindi la misura è il rapporto tra la grandezza da misurare e una grandezza utilizzata come unità di misura.
• La migliore stima di una grandezza è il valore che secondo noi si avvicina di più al suo valore vero.
• L’incertezza assoluta è il valore che insieme alla migliore stima fissa un intervallo entro cui siamo ragionevolmente sicuri che cada il valore vero della grandezza.
Cifre significative nelle misure
• L’incertezza assoluta di una misura si esprime con una sola cifra significativa.
• La migliore stima di una misura deve avere come ultima cifra significativa quella che occupa il posto dell’unica cifra significativa dell’incertezza assoluta.
Incertezze sistematiche e accidentali
• Le incertezze sistematiche influenzano la misura sempre in difetto (determinando sottostime) o sempre in eccesso (determinando sovrastime). Sono causate da un malfunzionamento dello strumento di misura o ad un cattivo utilizzo dello stesso da parte nostra.
• Le incertezze accidentali influenzano la misura in difetto o in eccesso in modo imprevedibile; si possono ridurre, ma mai eliminare del tutto.
Caratteristiche degli strumenti
• La portata di uno strumento di misura è il più grande valore della grandezza che lo strumento può misurare.
• La sensibilità di uno strumento di misura è la più piccola variazione della grandezza che lo strumento può apprezzare.
Misure ripetute
• Quando una misura è affetta solo da incertezze accidentali è opportuno ripeterla più volte.
• Nel caso di misure ripetute, la migliore stima si calcola come media aritmetica delle misure, cioè come rapporto tra la somma delle misure ed il loro numero; mentre l’incertezza assoluta si calcola come semidispersione, cioè come semidifferenza tra il valore massimo e quello minimo misurati.
• Per scrivere correttamente la misura finale, prima arrotondiamo l’incertezza assoluta, poi la migliore stima secondo le regole riportate in “Cifre significative delle misure”
• Se la semidispersione è minore della sensibilità dello strumento, come incertezza assoluta si assume la sensibilità; in altro modo si può dire che l’incertezza assoluta nel caso di misure ripetute è uguale alla quantità più grande tra la semidispersione e la sensibilità dello strumento.
Incertezza relativa
• L’incertezza relativa è il rapporto tra incertezza assoluta e migliore stima.
• L’incertezza relativa, come quella assoluta, si arrotonda alla prima cifra significativa.
• L’incertezza relativa percentuale è l’incertezza relativa espressa in forma percentuale e si calcola moltiplicando quella relativa per 100.
Misure indirette
• Una misura indiretta è quella che si ottiene mediante operazioni tra altre misure.
Misure indirette. Calcolo della migliore stima
Somma e differenza
• La migliore stima della somma (differenza) di due grandezze è uguale alla somma (differenza) delle migliori stime delle grandezze.
Prodotto e quoziente (rapporto)
• La migliore stima del prodotto (quoziente) di due grandezze è uguale al prodotto (quoziente) delle migliori stime delle grandezze.
Metodo approssimato delle cifre significative
• In questo metodo, prima calcoliamo ed arrotondiamo la migliore stima, poi associamo l’incertezza assoluta.
Metodo approssimato. Regole di arrotondamento della migliore stima
Prodotto e quoziente
• La migliore stima di una misura indiretta, ottenuta da un prodotto o da un quoziente, si arrotonda allo stesso numero di cifre significative dell’operando che ne ha di meno.
Somma e differenza
• La migliore stima di una misura indiretta, ottenuta da una somma o da una differenza, si arrotonda in modo che l’ultima cifra significativa sia ottenuta dalla somma o dalla differenza di cifre significative.
Metodo approssimato. Regola per associare l’incertezza assoluta
• L’incertezza assoluta di una misura indiretta ha come unica cifra significativa un “1” che occupa la stessa posizione dell’ultima cifra significativa della migliore stima.
Metodo della propagazione degli errori
• In questo metodo, prima calcoliamo ed arrotondiamo l’incertezza assoluta, poi la migliore stima.
Somma e differenza
• L’incertezza assoluta della somma (differenza) di due misure è uguale alla somma delle incertezze assolute delle misure.
Prodotto e quoziente (rapporto)
• L’incertezza assoluta del prodotto (quoziente) di due misure è uguale alla somma delle incertezze relative delle misure.
Il metro
• Il metro (m) è l’unità di misura della lunghezza.
• Prima definizione. Il metro è la 40 000 000esima parte del meridiano terrestre.
• Seconda definizione. Il metro è la lunghezza di una barra di platino-iridio (campione materiale) conservata all’Ufficio Internazionale di Pesi e Misure a Sévres, vicino Parigi.
Il secondo
• Il secondo (s) è l’unità di misura del tempo.
• Il secondo (s) è l’86 400esima parte di un giorno solare.
• Il giorno solare è il tempo tra due culminazioni consecutive.
• La culminazione (o mezzogiorno locale) è l’istante in cui il Sole raggiunge la massima altezza rispetto all’orizzonte.
Il kilogrammo
• Il kilogrammo (kg) è l’unità di misura della massa.
• Prima definizione. Il kilogrammo è uguale alla massa di 1 litro (l), cioè di un decimetro cubo (dm3), di acqua distillata.
• Seconda definizione. Il kilogrammo (kg) è uguale alla massa di un cilindro equilatero di altezza e diametro pari a 39 mm conservato all’Ufficio Internazionale di Pesi e Misure di Sévres, vicino Parigi.
Notazione scientifica
• Un numero è scritto in notazione scientifica quando è espresso come il prodotto tra un numero compreso tra 0 e 10, chiamato mantissa, ed una potenza di 10 opportuna.
Operazioni tra numeri in notazione scientifica
Somma e differenza
• La somma (differenza) di due numeri in notazione scientifica aventi la stessa potenza di 10 è uguale ad un numero che ha per mantissa la somma (differenza) delle mantisse e per potenza di 10 la stessa potenza di 10.
Prodotto e quoziente
• Il prodotto (quoziente) di due numeri in notazione scientifica è uguale ad un numero che ha per mantissa il prodotto (quoziente) delle mantisse e per potenza di 10 il prodotto delle potenze di 10.
domenica 5 dicembre 2010
Compiti IV I venerdì 10 dicembre 2010
Velocità quadratica media e velocità di fuga: le atmosfere planetarie.
Studia pag. 538 e 539.
Esercizi
1. Conosci la velocità di fuga dalla Terra. Calcola la velocità di fuga dalla Luna e da Giove.
Calcola inoltre la velocità quadratica media per una molecola di idrogeno e per una di ossigeno alle temperature massime che si registrano su Terra, Luna e Giove e confrontala con la velocità di fuga.
Che considerazioni puoi fare sulla presenza e composizione dell'atmosfera su questi pianeti e satelliti?
2. Esamina su YouTube il video "PSSC 12 Energia meccanica ed energia termica". In particolare riferisciti all'esperimento in cui si misura la pressione di un gas a volume costante e dove il contenitore è immerso in vari bagni termostatici.
Le pressioni di due gas diversi alla stessa temperatura sono uguali; solo alla temperatura dell'azoto liquido sono diverse. A cosa è dovuta questa discrepanza? Come si può definire un gas ideale?
Disegna un grafico con i valori nella tabella sovrastante e determina l'intercetta con l'asse T (temperature)
Compiti V B venerdì 10 dicembre 2010
Esaminare su YouTube il video PSSC "L'atomo di Rutherford", che è suddiviso nelle seguenti parti:
Gli esperimenti di Geiger e Marsden (1/4)
L'intuizione di Rutherford (2/4)
Dall'analisi degli urti alla forza (3/4)
La struttura dell'atomo (4/4)
Studiare pp. 56/58 vol. 3
Esercizi
1. Calcola il periodo di rotazione e la velocità orbitale dell'elettrone nell'atomo di idrogeno (il raggio dell'orbita, la massa dell'elettrone, la carica elementare e la costante dielettrica sono nelle tavole del libro).
2. L'elettrone che orbita attorno al nucleo determina una "corrente orbitale". Utilizzando i dati delle tabelle e quelli calcolati nell'esercizio precedente, calcola l'intensità di tale corrente.
Laboratorio (per lunedì 13 dicembre 2010)
Integra la relazione sulla prima e seconda legge di Ohm, calcolando la resistività dei materiali esaminati. Confronta i valori trovati con quelli tabulati sul libro e su Internet.
Gli esperimenti di Geiger e Marsden (1/4)
L'intuizione di Rutherford (2/4)
Dall'analisi degli urti alla forza (3/4)
La struttura dell'atomo (4/4)
Studiare pp. 56/58 vol. 3
Esercizi
1. Calcola il periodo di rotazione e la velocità orbitale dell'elettrone nell'atomo di idrogeno (il raggio dell'orbita, la massa dell'elettrone, la carica elementare e la costante dielettrica sono nelle tavole del libro).
2. L'elettrone che orbita attorno al nucleo determina una "corrente orbitale". Utilizzando i dati delle tabelle e quelli calcolati nell'esercizio precedente, calcola l'intensità di tale corrente.
Laboratorio (per lunedì 13 dicembre 2010)
Integra la relazione sulla prima e seconda legge di Ohm, calcolando la resistività dei materiali esaminati. Confronta i valori trovati con quelli tabulati sul libro e su Internet.
giovedì 2 dicembre 2010
Compiti V B venerdì 3 dicembre 2010
Test n. 11, 12, 21 e 22 a pag. 134 e ss.
Problemi n. 16 e 40 a pag. 139 e ss.
Problemi n. 29, 36 e 37 a pag. 90 e ss.
Problemi n. 16 e 40 a pag. 139 e ss.
Problemi n. 29, 36 e 37 a pag. 90 e ss.
martedì 23 novembre 2010
IV I compiti mercoledì 24 novembre 2010
Esercizio n. 3 a pag. 549 vol. 2 (nuovo)
In un gas a volume costante raddoppia la pressione; se la t iniziale è pari a 17 °C, quale sarà la t finale?
Un gas alla temperatura di 500 K occupa 2 metri cubi; quale volume occuperà a 300 K se la variazione di t avviene a volume costante?
In un gas a volume costante raddoppia la pressione; se la t iniziale è pari a 17 °C, quale sarà la t finale?
Un gas alla temperatura di 500 K occupa 2 metri cubi; quale volume occuperà a 300 K se la variazione di t avviene a volume costante?
lunedì 22 novembre 2010
sabato 20 novembre 2010
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