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ANALISI SPERIMENTALE E TEORICA DEI MOTI
Elena Pizzinini Corso PAS, 19 settembre 2014
Al candidato verrà richiesto di progettare un'unità di apprendimento
relativa a un argomento deciso dal candidato e attinente al tema scelto
dalla terna estratta.
La relazione dovrà contenere:
la definizione chiara degli obiettivi di apprendimento in termini di
competenze disciplinari e trasversali, il tipo di percorso scelto in coerenza
con le caratteristiche del tipo di utenza prefigurato, l’esplicitazione delle
scelte metodologiche, dei contenuti, delle attività specifiche, dei materiali
forniti e prodotti, delle modalità di verifica e valutazione in coerenza con
gli obiettivi formativi dell’unità.
una descrizione sintetica dei contenuti disciplinari specifici relativi
all'argomento oggetto di esame, con particolare enfasi sull'interpretazione
di tipo teorico e la modellistica associata, eventuali problemi concettuali,
nonché una proposta sulla casistica di esercizi e problemi più adatta
all'argomento oggetto di esame, enunciando brevemente qualche esempio
illustrativo. Sono considerate opportune e appropriate considerazioni ed
estensioni della tematica trattata in termini di eventuali misconcezioni,
attività o problema distribuito, domande con discussione a coppie, brevi
spunti di storia della scienza come svolto durante gli incontri a lezione.
• Informazioni di contesto: utenza, periodo di
svolgimento, durata e collocazione nel programma
• Prerequisiti
• Materiale e risorse necessarie
• Obiettivi di apprendimento: conoscenze, abilità e
competenze disciplinari e competenze trasversali
• Metodologie e tipologie di lezioni adottate
• Descrizione delle attività
• Modalità di valutazione
• Descrizione contenuti disciplinari
• Aspetti di teoria e modellistica associata
• Problemi concettuali e specifici
• Considerazioni ed estensioni
La forza agente sul corpo e la sua accelerazione
sono dirette verso il centro della circonferenza e il
vettore velocità è tangente alla circonferenza in
ogni punto
2
22 4
T
mR
R
mvFc
Apparato sperimentale
Correzioni dovute al fatto che il filo non è orizzontale
2
24
T
mRFc
2
2 cos4cos
T
mLMg
2
24
T
mLMg
La presenza di un angolo non introduce nessun errore poiché viene eliminato nei calcoli
m = massa oggetto in rotazione R = raggio della traiettoria T = periodo di rotazione v = velocità dell’oggetto in rotazione M = massa oggetto zavorra g = accelerazione di gravità
2
24
T
mRMg
constm
Mg
T
R
22 4
Esperimento R1
R2
R3
T1
T2
T3
m
m
m M M
M
cc maF
Analisi dati
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 0,5 1 1,5
R(m)
T2(s2) M = 45,44 g m = 7,05 g
R (m)
T10 (s)
T (s)
T2
(s2) R/T2
(m/s2)
0,50 5,8 0,58 0,34 1,5
0,75 7,2 0,72 0,52 1,4
1,00 7,9 0,79 0,62 1,6
2
2
2
22/60,1
05,74
/8,944,45
4sm
g
smg
m
Mg
T
R
Forze agenti sul dispositivo
I satelliti geostazionari
2
22 4
T
Rm
R
vmmaF cc
Per un satellite geostazionario T = 1 giorno R = 4,22·107m
h = R - Rterra ~ 36000 km g = accelerazione di gravità nel punto in cui si trova il satellite
Ipotesi: traiettoria circolare
224
72
22,0)1064,8(
1022,44
s
m
s
mg
Il moto della Luna
23
26
82
2
2
/107,2)103,2(
108,344sm
s
m
T
RaLuna
2
23
2
)60(/107,2
/8,9
sm
sm
a
g
Luna
Newton confrontò l’accelerazione della Luna nella sua orbita con quella dei corpi in prossimità della superficie della Terra e trovò una “corrispondenza molto buona”con le sue ipotesi (dipendenza della forza gravitazionale dall’inverso del quadrato della distanza)
Tecnologia e società
Navi spaziali e astronauti che galleggiano, come si spiega?
CONOSCERE LA REALTÀ IN MODO OGGETTIVO, AFFIDABILE, VERIFICABILE
Galileo Galilei
Osservazione del fenomeno
Individuazione delle grandezze fisiche
Esecuzione degli esperimenti
Formulazione delle ipotesi
Accordo tra ipotesi ed
esperimenti?
Enunciazione della legge
Sì
No
CONFRONTO TRA LE DIMENSIONI DELLE GRANDEZZE COINVOLTE
Moto del Pendolo
IL PERIODO DEL PENDOLO NON CAMBIA PER “PICCOLE” OSCILLAZIONI
Moto del Pendolo
per θ
piccolo θ
PROPORZIONALITÀ TRA IL PERIODO AL QUADRATO E LA LUNGHEZZA
“SIETE INVITATI A VENIRE VEDER GIRARE LA TERRA!” M. FOUCAULT
Animazione della rotazione apparente del piano di
oscillazione del pendolo Place du Panthéon, Parigi
https://www.youtube.com/watch?v=Ot9tOKq5XMY