I calcolatori nel Laboratorio di Fisica del primo anno

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1 I calcolatori nel Laboratorio di Fisica del primo anno

2 I calcolatori nei quattro laboratori Lab1a: un calcolatore per banco. Sono i più vecchi e quelli che dovranno esser cambiati per primi. Lab1b: un calcolatore per banco. Hanno un età intermedia. Possono durare ancora per un po. Lab1c: un calcolatore per banco. Sono i più recenti e possono durare ancora per diversi anni. Lab1d: sono i calcolatori che servono a fare la misura sul tavolo ad aria. Ora si stanno cambiando.

3 Lab1 a

4 Processore : Intel Pentium III MHz RAM : 65 MB Disco : 6.5 GB I/O: Floppy, CD, USBx2 S.O. a - Windows 98 C: 800MB D: 1200MB b - Unix (Linux Red Hat kernel ) swap 265 MB - / 2.6 GB - /home 1.4 GB Rete: x - labbx.lab (x=1-8)

5 Lab1 b

6 Processore : Intel Celeron MHz RAM : 128 MB Disco : 20 GB I/O: Floppy, CD, USBx2 S.O. a - Windows 2000 Professional C: 4.7 GB E: 1.9 GB b - Unix (Linux Red Hat kernel ) swap 400 MB - / 5 GB - /home 3.9 GB c - free 3 GB Rete: x - labcx.lab (x=1-8)

7 Lab1 c

8 Processore : AMD Athlon - 2 GHz RAM : 256 MB Disco : 81.9 GB I/O: Floppy, CD, USBx4 S.O. a - Windows 2000 Professional C: 5.8 GB E: 1.86 GB F: 1.25 GB b - Unix (Linux Red Hat kernel ) swap 800 MB - / 5 GB - /home 4 GB c - free 58 GB Rete: x - labdx.lab (x=1-8)

9 Sulle macchine con Unix o Windows Professional l account utente ha nome studente con password laboratorio La stampante di rete ha il nome hp.lab e, nei sistemi Windows, è la stampante default.

10 La rete interna dei laboratori

11 I laboratori del primo e secondo anno sono quasi tutti inseriti in una rete locale (intranet) scollegata dalla rete del dipartimento. Gli indirizzi IP delle macchine sono della forma xxx e i nomi simbolici sono tutti del tipo labxy.lab La rete possiede un nameserver, una (+ una seconda in un prossimo futuro) stampante. Non esiste, almeno per ora, un gateway verso l esterno. Il nameserver ha nome simbolico labns.lab e indirizzo IP La stampante odierna ha nome hp.lab e indirizzo IP

12 La stampante di rete dei laboratori

13 La stampante è una stampante laser HP B/W Postscript a 1200 dpi. Non consente fronte-retro. Nel caso che sia indispensabile l uso del colore rivolgersi agli esercitatori. Dato che la stampante è una stampante collettiva per tutti gli studenti dei laboratori 1 e 2 e di parte di quelli 3 e 4, gli utenti sono tutti pregati di stampare solo l indispensabile e di non lasciare le loro stampe nella stampante ma di ritirar le al più presto possibile.

14 Esperienze che usano il calcolatore Misure sul piano inclinato Pendolo quadrifilare Moto di un volano Moto sul tavolo ad aria Oscillatori accoppiati Misure sui gas

15 Piano inclinato

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17 Particolare dei traguardi ottici

18 Al momento attuale le misure sul piano inclinato vengono fatte con un programma DOS (pi.exe) che può funzionare solo sotto Windows 98. I programmi per fare le misure sotto Unix- Linux sono attualmente in sviluppo.

19 Misura sul moto di un volano

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21 Al momento attuale le misure sul moto del volano vengono fatte con un programma DOS (volano) che può funzionare solo sotto Windows 98. I programmi per fare le misure sotto Unix-Linux sono attualmente in sviluppo, anche se il moto e la sua misura avvengono con modalità che rendono molto problematica l interpretazione dei risultati. Nel futuro si prevede di cambiare radicalmente il modo di acquisire la misura.

22 Misure sul pendolo

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24 Al momento attuale le misure sul moto del pendolo vengono fatte con un programma DOS (pendolo) che può funzionare solo sotto Windows 98. I programmi per fare le misure sotto Unix- Linux sono attualmente in sviluppo: in questo caso i problemi accennati prima per il volano sono drasticamente minori. Comunque anche per questa misura si prevede di cambiare radicalmente il modo di procedere.

25 Misure di dinamica sul tavolo ad aria

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28 Le misure sul tavolo ad aria si possono fare in maniera molto efficiente mediante un sistema chiamato Vscope. Questo sistema è basato sulla misura del tempo di volo di un segnale ultrasonoro inviato dalla pedina che si muove sul tavolo a tre stazioni di ricezione: il calcolatore in linea ricostruisce la posizione della pedina e la fornisce al calcolatore fuori linea che permette di scrivere in un file i risultati della misura o di mostrarli in tempo reale. Sfortunatamente la ditta che ha sviluppato il sistema è sparita e i componenti essenziali stanno lenta-mente degradando.

29 Durante l anno in corso si sta sviluppando anche un sistema di misura basato sulla acquisizione del moto via telecamera e seguente acquisizione delle posizioni via calcolatore. Questo sistema è molto promettente in quanto permette di misurare anche la rotazione intrinseca della pedina sul tavolo. Probabilmente quest anno le misure si faranno usando il Vscope superstite e la prima versione del sistema basato su telecamera che è stato acquistato ed è in prova adesso.

30 La telecamera che si userà ha una risoluzione 640x480 pixels ed è a colori: questo riduce parecchio la risoluzione della misura. Si può pensare che la risoluzione sarà qualcosa come due o tre millimetri, decisamente inferiore a quella permessa dal Vscope. Comunque, come vedremo poi da un esempio, la misura sarà abbastanza divertente e i risultati adeguati a studiare vari tipi di moto e di urti.

31 Esempio: un urto anelastico

32 Esempio: un urto quasi elastico

33 Pendoli accoppiati e forzati

34 Questo sistema è stato costruito alcuni anni fa e permettere di analizzare il moto di uno o due pendoli che possono essere accoppiati e/o forzati. La misura si fa usando una lettura potenziometrica di tensione legata al fatto che i pendolini hanno una punta immersa in una vaschetta piena di liquido ad alta resistenza elettrica. L acquisizione su calcolatore si fa usando l ingresso line della scheda audio di cui ora ogni calcolatore è fornito. Il sistema è ingegnoso ma non è l ideale per la misura. Probabilmente verrà sostituito da una acquisizione digitale diretta nel prossimo futuro.

35 Misure sui gas

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37 Questa esperienza è l ultima, in ordine di tempo, ad essere stata sviluppata nel nostro dipartimento. Quest anno viene portata a modulo 8. E stata sviluppata in due versioni: la prima fatta specificamente per trasformazioni isoterme (cioè con il gas fortemente accoppiato con l esterno) e la seconda specificamente fatta per trasformazioni adiabatiche (alto isolamente termico del gas dall esterno). Si tratta di una misura abbastanza complessa ma di grande soddisfazione: permette ad esempio di misurare abbastanza bene la costante universale dei gas (R) ed alcune caratteristiche dei calori specifici.

38 Data la sua complessità verrà descritta in dettaglio in una lezione che verrà fatta prima del suo svolgimento in laboratorio. L acquisizione viene fatta usando una strumentazione molto moderna e usando un software (Labview) che viene largamente adoperato in tutti i laboratori scientifici del dipartimento oltre che in moltissimi laboratori scientifici e/o tecnologici di tutto il mondo. Anche questo software verrà descritto nella lezione introduttiva che avverrà prima dello svolgimento della misura in laboratrorio.

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