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Moto di una Sferetta in un Fluido Liceo Scientifico Belfiore - Mantova Classe 3^C a. s. 1999/2000.

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Presentazione sul tema: "Moto di una Sferetta in un Fluido Liceo Scientifico Belfiore - Mantova Classe 3^C a. s. 1999/2000."— Transcript della presentazione:

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2 Moto di una Sferetta in un Fluido Liceo Scientifico Belfiore - Mantova Classe 3^C a. s. 1999/2000

3 Indice Scopo dellEsperimento Scopo dellEsperimento Materiali usati Metodo usato Risultati e loro analisi Risultati e loro analisi Conclusioni Il gruppo di lavoro

4 Scopo dellEsperimento Studiare il moto di un corpo sferico che cade in un fluido Forze agenti: Spinta di Archimede Forza-peso della sferetta Forza di attrito viscoso del fluido

5 Materiali Usati Tubo Sferette Bilancia elettronica Calibro e cilindro graduato in vetro Calibro e cilindro graduato in vetro Elettromagnete Alimentatore Telecamera Acqua, Alcool, Aria Lampada Stroboscopica Barre di legno tarate in cm Macchina Fotografica Supporto con panno nero

6 Tubo in Policarbonato Costruito apposta per lesperimento In policarbonato: plastica con grande trasparenza, buona resistenza meccanica e non ingiallisce nel tempo Altezza: 1,50 m Diametro interno: 5 cm Click sulla foto

7 Sferette Di diverse dimensioni Di metallo per consentire lo sgancio elettromagnetico, di plastica e polistirolo per le prove in aria Dipinte di bianco per una maggiore visibilità

8 Bilancia elettronica Professionale Tarata al centesimo di grammo Utilizzata per misurare le masse delle sferette

9 Calibro e Cilindro Graduato Calibro: Sensibilità: mm Utilizzato per tutte le misure di diametri: sferette e cilindro. Di materiale metallico Per le sferette più piccole è stato usato anche un palmer Cilindro graduato: 250 ml In vetro

10 Elettromagnete Nucleo di ferro dolce Bobina di filo di rame Applicata una corrente elettrica che crea un campo magnetico così trattenendo la sferetta Click sulla foto per ingrandire

11 Alimentatore Corrente continua in uscita Tensione: 3V Permette allelettromagnete di funzionare

12 Telecamera Sony Handycam CCD- TR680E Tecnologia Hi-8 con separazione del colore dalla luminosità Audio Stereo Program AE per regolare il periodo dei fotogrammi

13 Acqua, Alcool, Aria I tre fluidi utilizzati nellesperimento Diversi coefficienti di attrito viscoso: A 20°C: acqua =0,100·10 -2 N·s / m² aria =0,023·10 -2 N·s / m²

14 Lampada Stroboscopica La lampada stroboscopica è una lampada alogena che emette un lampo a intervalli regolari, secondo una frequenza impostata La gamma di frequenze è: 0-200kHz La sensibilità è 0,5 Hz

15 Click sulla foto Barre di Legno Sono tarate in cm Poste a lato del cilindro, sono state usate nelle foto e nei filmati registrati per misurare le distanze percorse dalle sferette

16 Macchina Fotografica Possibilità di mantenere lotturatore aperto a piacere Utilizzo di rullini di diverse qualità per diverse rese Uso di un cavalletto

17 Metodo Usato Filmato e misurazione dati fotogramma per fotogramma Fotografia con otturatore sempre aperto e: Fotografia Stroboscopio Lampada stroboscopica

18 Fotografia-tipo del Moto

19 Risultati e loro analisi Tabella dei dati Grafico spazio- tempo Grafico spazio- tempo Grafico velocità- tempo Grafico velocità- tempo Analisi teorica del moto Analisi teorica del moto

20 Tabella dati

21 Grafico Spazio-Tempo

22 Grafico Velocità-Tempo Click sul grafico

23 Analisi Teorica del Moto Forze agenti: forza- peso, spinta di Archimede, forza dattrito Forza dattrito VISCOSO: F = - K v Legge di Stokes Se le forza risultante diviene nulla, laccelerazione è nulla velocità di regime vmg S -6 rv

24 F a = - K v = coefficiente di viscosità del fluido (dipende dal fluido e dalla sua temperatura) K = lunghezza che caratterizza la forma delloggetto vedi Legge di Stokes per le sferetteLegge di Stokes V = velocità istantanea delloggetto in moto

25 Legge di Stokes Stokes: fisico irlandese ( ) Riguarda il moto di una sferetta in un fluido, in regime laminare La lunghezza caratterizzante la sferetta è: K = 6 r

26 Conclusioni Il moto non è uniforme, né uniformemente accelerato, e a ben guardare non del tutto rettilineo Dopo un certo tempo la sferetta sembra viaggiare a velocità costante: ipotizziamo che la risultante delle forze agenti sia nulla Unanalisi più accurata richiederebbe ladozione di un regime turbolento, che tuttavia complicherebbe notevolmente lanalisi

27 Il Gruppo di Lavoro La classe 3^C del Liceo Scientifico Belfiore di Mantova: Lorenzo Fusari Glauco Gerelli Giulio Girondi Emanuele Goldoni Giovanni Inglisa Gabriele Leoni Chiara Mantovani Davide Melfi Federico Perini Matteo Tencani Alessandro Tonelli Eleonora Zanasi Il prof. Luigi Togliani La realizzazione del CD e la presentazione multimediale sono a cura di Federico Perini. Le riprese con la videocamera sono a cura di Federico Perini ed Alessandro Tonelli.


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