Exhibits 2013 prof.ssa Monica Sambo Liceo Giuseppe Veronese Chioggia Demonstrative experiments, incorrectly also called Exhibits, are small and fast qualitative experiences in which these two questions are asked: what am I observing? Why is that happening? I pendoli Il pendolo a filo molla con una costante di rigiditá minore rispetto alle precedenti; una base di sostegno per pendoli. Cosa osservare: in questo esperimento si osserva il comportamento di un pendolo a molla. Nella prima parte dell esperimento si considerano tre molle che hanno la stessa costante di rigiditá k, a queste molle si applicano tre masse diverse, si osserva che all aumentare della massa aumenta il periodo di oscillazione. Nella seconda parte dell esperienza le due molle hanno una costante di rigiditá diversa, si puó notare che all aumentare della costante di rigiditá diminuisce il periodo di oscillazione del pendolo a molla. Cosa vuol dire: conoscendo la relazione per calcolare il periodo di oscillazione di un pendolo a Materiale utilizzato: tre masse uguali, due fili della stessa lunghezza, un filo di lunghezza minore rispetto ai due fili precedenti, una base per i pendoli. Cosa osservare: in questo esperimento si osserva il comportamento di un pendolo a filo. In particolare l esperimento si sviluppa in queste fasi: nella molla: T = 2π m k si puó affermare che il periodo prima parte si confrontano due pendoli che hanno di oscillazione T aumenta all aumentare della massa, la stessa massa ma non la stessa lunghezza, nella seconda parte si confrontano due pendoli che hanno diminuisce all aumentare della costante di rigiditá della molla. la stessa lunghezza e masse diverse. Nella prima parte dell esperimento si osserva che il periodo di oscillazione dipende dalla lunghezza, cioé all aumentare della lunghezza del filo aumenta il periodo di oscillazione. Nella seconda parte dell attivitá il periodo Le macchine di rotazione Gli anelli elastici di oscillazione del pendolo rimane costante pur aumentando la massa del sistema. a 90), strumento di rotazione manuale. Materiale utilizzato: Anelli Elastici (incrociati Cosa vuol dire: conoscendo la relazione che lega il Cosa osservare: gli anelli elastici da fermi formano periodo di oscillazione di un pendolo con la lunghezza una sfera mentre se si fanno ruotare con una certa di un filo e l accelerazione di gravitá: T = 2π l g, velocitá v, gli anelli si comprimono, e la compressione si puó affermare che il periodo di oscillazione T é proporzionale alla lunghezza del filo e non dipende dalla massa. aumenta all aumentare della velocitá di rotazione. La macchina di rotazione simula il moto di rotazione terrestre intorno al proprio asse. Infatti all aumentare della velocitá, la struttura sferica assume forma ellittica: la sezione centrale che rappresenta idealmente Il pendolo a molla l equatore, ha raggio maggiore rispetto alla sezione Materiale utilizzato: una serie di masse uguali, prossima ai poli, l accelerazione centripeta dipende tre molle con la stessa costante di rigiditá k, una dal raggio ed aumenta all aumentare del raggio. Per- Page 1 of 8
Figure 2: Pendolo di Foucault Figure 1: Anelli elastici tanto, la struttura appare schiacciata nelle parti superiori, cioé nei poli, e dilatata nella parte centrale. Cosa vuol dire: Se un corpo si muove lungo una traiettoria circolare, agisce continuamente su di esso una spinta rivolta verso l esterno che tende ad allontanarlo dal centro di rotazione lungo la tangente. Mettendo in evidenza l accelerazione centipeta a c = ω 2 r, all aumentare del raggio, aumenta l accelerazione centripeta. Il pendolo di Foucault La pista centrifuga Materiale utilizzato: un supporto metallico ruotante, un filo ed una massa. Cosa osservare: fare oscillare il pendolo creato legando la massa al filo e nello stesso tempo far ruotare lentamente il supporto. Osservare che il piano di oscillazione del pendolo non varia. Sfere rotanti Materiale utilizzato: Cosa vuol dire: Un corpo appeso a un filo e non costretto a oscillare in un piano viene detto pendolo sferico, in quanto si muove sulla superficie di una sfera di raggio pari alla lunghezza del filo. Un pendolo sferico, avente una massa sferica di 28 km sospesa a un cavo di 60 m, fu utilizzato nel 1851 da Jean Bernard Leon Foucault (1819-1868) nel Pantheon di Parigi per dimostrare la rotazione terrestre. Se si segnano su un pavimento le posizioni dei punti tra cui il pendolo oscilla in tempi successivi, il piano di oscillazione sembra spostarsi progressivamente come se ruotasse in senso orario intorno ad un asse verticale, in realtá a ruotare, in senso antiorario, é il pavimento, che segue il movimento di rotazione della Terra. La velocitá di rotazione del piano di oscillazione del pendolo di Foucault dipende dalla latitudine a cui viene condotto l esperimento: al polo Nord il piano ruota di 360 ogni giorno, in Italia di 254 al giorno, all equatore resta fermo. Materiale utilizzato: due palline con lo stesso volume ma massa diversa, sostegno per pista centrifuga e macchina di rotazione. Cosa osservare: In questo esperimento si osserva il comportamento di due palline di massa diversa, poste in una pista centrifuga a forma di U. Si osserva che le due palline tendono a salire lungo la pista centrifuga ed a raggiungere la stessa altezza h. Cosa vuol dire: Si deve ricordare la relazione che serve per calcolare la forza centripeta di un corpo di massa m: F c = mω 2 r, si puó affermare che la forza centripeta F c a paritá di r e di velocitá é direttamente proporzionale alla massa m. La forza che si oppone alla salita delle palline sui lati inclinati é la forza peso anch essa direttamente proporzionale alla massa m. L altezza raggiunta quindi dipende solo e soltanto dalla forza centripeta che é la stessa per entrambe le masse. due palline di massa e volume diversi collegate con un filo; supporto per telaio circolare rotante e macchina di rotazione. Cosa osservare: si possono analizzare le seguenti situazioni sperimentali; se si posizionano entrambe le sfere alla stessa distanza dal centro, dopo un paio di rotazioni, la sfera piú grande attira verso di sé la piú piccola, se si avvicina la sfera piú piccola verso il centro si ottiene con maggior facilitá lo stesso risultato di prima; infine, se si avvicina la sfera piú grande verso il centro dell asticella e si ruota il sistema, le due palline resteranno in equilibrio. Cosa vuol dire: Si parte dalla relazione della forza centripeta: F c = mω 2 r, inoltre nelle ipotesi che m 2 = 2m 1, ed uguagliando le forze centrifughe si ottiene: m 1 ω 2 r 1 = m 2 ω 2 r 2, sostituiamo m 1 ω 2 r 1 = 2m 1 ω 2 r 2, semplificando in modo opportuno: r 1 = 2r 2. In altre parole il prodotto tra massa e raggio deve essere costante per avere una situazione di equilibrio. Fluidostatica Page 2 of 8
Vasi comunicanti Materiale utilizzato: Tre vasi comunicanti di dimensione e forma diverse con all interno una sostanza liquida. Cosa osservare: Osservare che i liquidi si trovano allo stesso livello nonostante che i recipienti abbiano forme diverse. Cosa vuol dire: Si dicono vasi comunicanti due o piú recipienti collegati da un tubo di comunicazione. Se si versa un liquido pesante in uno o in piú vasi comunicanti, esso raggiunge in tutti i vasi lo stesso livello. Il principio enunciato si spiega con la legge di Stevino: la pressione di un liquido esercitata sul fondo di un recipiente é data dal peso specifico per l altezza del liquido p = p s h. La pressione idrostatica su una sezione di collegamento tra i due vasi A 1 spinge il liquido verso destra, p 1 = p s h 1 con p s peso specifico del liquido ed h 1 l altezza raggiunta dal liquido nel primo recipiente; la pressione idrostatica su A 2, sezione per il secondo vaso, spinge il liquido verso sinistra p 2 = p s h 2 ; essendo p 1 = p 2 si deduce che h 1 = h 2 cio il liquido raggiunge la stessa altezza in tutti i vasi. Vasi comunicanti e capillaritá Materiale utilizzato: Vasi comunicanti con tubi stretti e diametro decrescente, acqua colorata. Cosa osservare: Si osserva che nei tubi piú stretti, chiamati capillari, l acqua colorata raggiunge livelli piú alti. Cosa vuol dire: lacqua sale piú in alto perché é molto forte la forza di adesione che spinge le molecole di acqua ad attaccarsi alle pareti, questa caratteristica fisica é comunemente chiamata capillaritá. Figure 3: Diavoletto di Cartesio sul tappo questa si trasmette, attraverso lo strato d aria sottostante al tappo, alla superficie dell acqua e quindi a tutti i suoi punti. Questo provoca l ingresso di altra acqua all interno del Diavoletto che, appesantito, affonda. Al contrario, se si diminuisce la pressione esercitata sul tappo, l espulsione dell acqua dall interno del Diavoletto, a ad opera dell aria non piú compressa, ne provoca la risalita. Cosa vuol dire: Tale esperimento verifica 1)che la pressione si esercita in tutti i punti dell acqua (teorema di Pascal) e 2) il Principio di Archimede: un oggetto galleggiante sull acqua, o immerso in essa, subisce da parte dell acqua stessa una forza diretta verso l alto pari al peso del volume dell acqua che l oggetto sposta. Il diavoletto di Cartesio Materiale utilizzato: Diavoletto cavo di vetro leggero provvisto di una coda incurvata e forata all estremitá. Cilindro di vetro e membrana di gomma tesa. Notizie storiche: Il Diavoletto di Cartesio o Ludione é storicamente riconosciuto come un opera di Raffaello Maggiotti, uno degli allievi del grande Galileo Galilei. Cosa osservare: L apparecchio é costituito da una figura in vetro leggero, parzialmente riempita d acqua e forata nella parte inferiore (la coda del Diavoletto), che galleggia in un cilindro di vetro, colmo d acqua fino a 1 o 2 cm dal bordo. Tale cilindro é chiuso da una membrana di gomma, applicata solidamente alla bocca. Se si esercita con un dito una pressione Vaso di Tantalo Materiale utilizzato: Vaso di Tantalo ed acqua. Cosa osservare: Il vaso di Tantalo, o sifone intermittente, é un recipiente con il fondo attraversato da un tubo ripiegato ad U che funziona da sifone. L acqua viene immessa nel vaso e non appena il livello dell acqua copre il gomito del sifone, tutta l acqua presente nel vaso fuoriesce ed il vaso si svuota completamente. Cosa vuol dire: il condotto presente nella parte inferiore del vaso ha diametro maggiore rispetto a quello interno al vaso. Se il livello dell acqua supera il gomito del sifone, il liquido sgorga attraverso il cannello che fuoriesce dal fondo del recipiente. Il livello del liquido allinterno del recipiente inizier a scendere, in quanto la portata del tubo di carico é in- Page 3 of 8
Figure 5: Emisferi di Magdeburgo Figure 4: Vaso di Tantalo feriore alla portata del tubo del sifone, e lefflusso del liquido cesserá solamente quando il livello dellacqua nel recipiente scenderá al di sotto del ramo corto del sifone. Esperimenti con la pompa per il vuoto Crepavesciche Materiale utilizzato: Pompa pneumatica, bichiere ricoperto con una pellicola trasparente (domopack) Cosa osservare: Un bicchiere di vetro, ricoperto da una pellicola fissata con un elastico alla estremitá cava, viene appoggiato sul supporto della pompa pneumatica. Azionando la pompa, estraiamo l aria dalla campana. La pellicola si gonfia fino a rompersi. Cosa vuol dire: La pressione esercitata dall aria esterna, non piú bilanciata da quella in precedenza esercitata dall aria interna, provoca in pochi istanti la lacerazione della pellicola. Emisferi di Magdeburgo Materiale utilizzato: Pompa pneumatica, emisferi di Magdeburgo Notizie storiche: Intorno al 1655 Otto von Guericke (1602-1686), borgomastro di Magdeburgo, mise a punto una pompa pneumatica che poteva estrarre l aria da recipienti a tenuta. Grazie a questo nuovo strumento, von Guericke poté allestire a Magdeburgo, nel 1657, una spettacolare esperienza alla quale assisté un enorme numero di concittadini. Cosa osservare: Appoggiare la valvola leggermente aperta degli emisferi sul disco della pompa a vuoto, ed azionare la pompa in modo da togliere l aria all interno. Dopo un breve intervallo di tempo sará Figure 6: Campanello elettrico quasi impossibile staccare i due oggetti metallici. Cosa vuol dire: La pressione esterna degli emisferi impedisce il loro distacco. Per separare gli emisferi sará sufficiente inserire all interno degli stessi dell aria in modo che la pressione interna diventi uguale a quella esterna. Campanello elettrico Materiale utilizzato: Pompa pneumatica, campanello elettrico o qualsiasi altra sorgente di suono e campana di vetro Cosa osservare: Il campanello viene posto sul piatto della pompa aspirante e si aziona collegandolo in cc ad una ddp di circa 10 V, infine viene coperto dalla campana di vetro e si aziona la pompa. Si osserva che, man mano che l aria viene aspirata, il suono del campanello diviene sempre pi impercettibile fino a scomparire. Cosa vuol dire: Il suono e la luce sono due diversi tipi di onde: meccaniche ed elettromagnetiche. Le onde meccaniche necessitano di un mezzo per propagarsi, quale l aria, mentre le onde elettromagnetiche si possono propagare anche nel vuoto. Quando viene tolta l aria dalla campana di vetro, viene tolto il mezzo di propagazione per le onde sonore, mentre la propagazione delle onde elettromagnetiche non viene influenzata; per questo non si recepisce piú il suono del campanello, mentre gli oggetti interni alla campana sono ancora visibili. Page 4 of 8
Tubo di Newton Materiale utilizzato: Pompa pneumatica, tubo di Newton con due oggetti di massa diversa all interno Notizie storiche: L esperimento del tubo a vuoto é stato ideato e progettato da Galileo Galilei, che non é stato peró il suo esecutore, a causa dell inesistenza di macchine pneumatiche. Il primo scienziato ad eseguire questo esperimento é stato Isaac Newton. Cosa osservare: Nel tubo di vetro sono state inserite una piuma, una sfera di metallo e un pezzettino di cartone; ad una estremitá del tubo si trova un rubinetto dal quale, per mezzo di una macchina pneumatica é possibile aspirare l aria dall intero tubo. Se all interno del tubo é presente l aria, si puó notare che capovolgendo lo strumento la sfera di metallo tocca l estremitá del tubo per prima, il cartoncino per secondo e la piuma per ultima. Se invece al tubo é stata tolta l aria, si puó notare che tutti e tre gli oggetti nel tubo cadono contemporaneamente. Cosa vuol dire: l esperimento del tubo di Newton serve a dimostrare come in assenza di aria sia valido il principio di Galileo Galilei, secondo cui ogni corpo cade con la stessa accelerazione, e pertanto due oggetti lasciati cadere contemporaneamente arrivano nello stesso istante. In aria la differente velocitá di caduta dei gravi é dovuta alla diversa resistenza che l aria pone sui corpi. Baroscopio cosí una spinta maggiore verso l alto che le permette di stare in equilibrio con il contrappeso posto sulla bilancia. Palloncino nel vuoto Materiale utilizzato: Pompa pneumatica, Baroscopio Notizie storiche: Il baroscopio, strumento inventato da Otto von Guericke (1602-1686), serve per la dimostrazione del principio di Archimede applicato Materiale utilizzato: ai gas, secondo cui un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l alto uguale al peso del fluido spostato. Cosa osservare: l esperimento consiste nel porre sotto una campana di vetro una bilancia che invece dei due piatti consueti ha agganciati da una parte una sfera cava di grande volume, dall altra un peso di massa maggiore ma di minor volume. Si nota subito che i due pesi sono perfettamente in equilibrio in aria. Quando invece, per mezzo di una pompa pneumatica, viene tolta l aria da sotto la campana, si nota che la bilancia s inclina pendendo dalla parte della sfera cava, che nel vuoto pesa dunque di piú del contrappeso. Cosa vuol dire: La sfera, avendo un volume maggiore, sposta una maggiore quantitá d aria ricevendo Materiale utilizzato: Pompa pneumatica, campana di vetro, palloncini. Cosa osservare: Si prende un palloncino di gomma, lo si gonfia leggermente e lo si annoda all estremitá. In seguito lo si mette sotto ad una campana di vetro insieme ad un palloncino vuoto, collegata tramite un tubo ad una macchina pneumatica che toglie da sotto la campana tutta l aria presente, creando il vuoto. Dopo poco tempo dall accensione della macchina pneumatica il palloncino comincia a gonfiarsi sempre di piú. Se invece si toglie dalla campana il tubo che la collega alla macchina pneumatica, cosí da lasciar entrare l aria, il palloncino si sgonfia fino a ritornare allo stato iniziale. Cosa vuol dire: Con questo esperimento viene verificata la legge di Boyle, cioé a temperatura costante pv = cost: appena la pressione esterna diminuisce, grazie all aspirazione dell aria, il volume dell aria all interno del palloncino aumenta; viceversa quando la pressione esterna aumenta, il volume dell aria nel palloncino diminuisce. Tutto ció avviene perché i gas, al contrario dei solidi e dei liquidi, non hanno un proprio volume e quindi, in assenza di pressione esterna, le loro molecole possono allontanarsi tra di loro a piacimento. Ebollizione dell acqua a temperatura ambiente Pompa pneumatica, bicchiere con acqua. Cosa osservare: Eliminando l aria all interno della campana a vuoto si osserva che l acqua bolle pur mantenendosi a temperatura ambiente. Cosa vuol dire: In situazioni normali l acqua bolle a circa 100 o C, questo perché a quella temperatura il calore conferisce alle molecole un energia cinetica sufficiente per spezzare i legami dello stato liquido e le molecole si possono liberare sotto forma di gas; sarebbe peró piú corretto dire che questo accade a quella temperatura (100 o C) e a quella pressione (1 atm). Togliendo l aria si abbassa la pressione e l acqua bolle ad una temperatura minore dei 100 o C, esattamente a temperatura ambiente. Page 5 of 8
Esperimenti con le macchine elettrostatiche Fenomeni elettrici Materiale utilizzato: Bacchette di vetro, plastica ebanite, panni di lana e gatto, corpi leggeri, pendolini elettrici. Cosa osservare: Alcuni corpi hanno la capacitá di attirare corpi leggeri se vengono strofinati. Ad esempio se si strofina una bacchetta di vetro con un panno Figure 7: Macchina di Wimshurst di lana si osserva che essa attira corpi leggeri come pezzettini di carta o palline di sughero. Quando un corpo ha acquistato la proprietá di attirare i corpi leggeri si dice elettrizzato. Se due bacchette dello stesso materiale vengono elettrizzate mediante un panno di lana esse si respingono. Bacchette di materiale diverso invece possono attirarsi o respingersi a secondo della loro natura. Cosa vuol dire: Ci sono solo due tipi di elettricitá si tocca l elettroscopio con la bacchetta, anche se poi viene allontanata, le foglie continuano a divergere perché vi é un passaggio delle cariche negative della bacchetta all elettroscopio, le foglioline d oro, in tal caso, sono caricate negativamente e pertanto si respingono. Toccando con la mano il pomello si scarica a terra la carica in eccesso e l elettroscopio diventa neutro. quella positiva e quella negativa, cariche dello stesso segno si respingono, cariche di segno opposto si attraggono. I tipi di elettrizzazione sono per strofinio, Macchina di Wimshurst contatto ed induzione. Materiale utilizzato: la macchina di Wimshurst Notizie storiche: la macchina elettrostatica di Elettroscopio Wimshurst é un dispositivo ad induzione inventato dall omonimo scienziato nel 1882 in Inghilterra. Con tale generatore si é in grado di produrre delle scintille tra due elettrodi costituiti da bacchette o da sfere collegati a due armature di un condensatore. Si verifica in pratica una scarica dello stesso tramite formazione di arco la cui dimensione ed il cui tempo di vita dipendono dalla carica immagazzinata e dalla distanza a cui sono posti gli elettrodi. Materiale utilizzato: Bacchette di vetro, plastica ebanite, panni di lana e gatto, corpi leggeri. Notizie storiche: l elettroscopio é uno strumento utilizzato per misurare la carica elettrica di un corpo elettrizzato. L esempio piú semplice fu inventato e costruito da Faraday. Cosa osservare: L elettroscopio é costituito da un ampolla di vetro con all interno una coppia di Cosa osservare: foglioline d oro collegate ad un asta metallica. L asta, che termina nella parte superiore con una sfera di alluminio, entra nell ampolla attraverso un tappo di materiale isolante. Se si avvicina alla sferetta un corpo carico elettricamente si vedono le due foglioline divergere. Allontanando il corpo carico, le macchina stessa. due lamine tornano ad avvicinarsi, il tipo di elettrizzazione che é stata effettuata é quella per induzione. Cosa vuol dire: Se invece col corpo carico, si tocca il pomello di metallo dell elettroscopio, le due foglie rimarranno divergenti anche dopo il suo allontanamento, in tal caso si tratta di elettrizzazione per contatto. Cosa vuol dire: Nell elettrizzazione per induzione la vicinanza di una bacchetta di plastica, strofinata precedentemente con un panno di lana, richiama nel pomello le cariche di segno opposto al corpo elettrizzato e quindi sulle foglioline si concentrano cariche dello stesso segno che si respingono. Quando invece Ruotando la manovella della macchina si osserva la rotazione in antefase dei due dischi e lo scoccare delle scintille tra i due elettrodi della macchina. L intensitá delle scintille dipende dalla distanza tra i due elettrodi e dalla carica accumulata nelle bottiglie di Leyda presenti nella la macchina elettrostatica di Wimshurst é costituita da due dischi di materiale isolante, sulle superfici esterne di entrambi i dischi sono presenti una serie di settori metallici sottili di forma rettangolare. Su dei supporti sono poste dalle spazzole dai crini metallici, chiamate barre neutralizzatici, necessarie per la realizzazione di contatti striscianti tra i dischi opposti. Azionando la manovella, mediante pulegge, i due dischi ruotano in antefase e, sfregando contro le spazzole, immagazzinano sulle loro superfici delle cariche di opposta polaritá. Page 6 of 8
Argano elettrico la superficie metallica vengono caricate con cariche dello stesso segno. Dato che cariche di segno uguale Materiale utilizzato: Argano elettrico, macchina si respingono, l estremitá libera delle strisce tende di Wimshurst ad allontanarsi e quindi si solleva. Questo avviene in Cosa osservare: collegando l argano elettrico con entrambi il lati della lastra metallica. Diversamente un elettrodo della macchina elettrostatica si osserva succede quando la lastra piana é chiusa, infatti la che l argano ruota in senso opposto delle punte. carica si distribuisce solo sulla superficie esterna, Cosa vuol dire: Con la macchina di Wimshurst si dove si possono notare le strisce che si alzano e non carica l elettrodo collegato con l argano. Le punte all interno, dove invece non vi é alcun moto di cariche, dell argano sono appuntite e vengono caricate con la infatti le strisce rimangono ferme. Se si pone un elettroscopio all interno della gabbia di Faraday non macchina elettrostatica. Le cariche si distribuiscono uniformemente sulla superficie dei conduttori e nelle viene misurato alcun passaggio di carica. punte vi é una concentrazione maggiore di carica in quanto la superficie coinvolta é minore. Poiché l esperimento si effettua in aria, le punte liberano in Cappello di pagliaccio aria cariche dello stesso segno che ionizzano l aria Materiale utilizzato: Macchina di Wimshurst, circostante. In sostanza l aria é ionizzata nello stesso cappello di pagliaccio. segno delle punte dell argano. Sapendo che cariche di Cosa osservare: Dopo aver collegato il cappello segno uguale si respingono si crea un moto di cariche di pagliaccio alla macchina elettrostatica, si osserva che corrisponde al vento elettrico, pertanto le pale che le strisce di carta velina con le quali é fatto il dell argano ruotano in direzione opposta delle punte. cappello si allontanano tra di loro, per poi ritornare nella situazione iniziale a scarica terminata. Cosa vuol dire: Con la macchina elettrostatica vi Gabbia di Faraday é stato un passaggio di cariche dall elettrodo al cappello Materiale utilizzato: Macchina di Wimshurst, di pagliaccio che sono tutte dello stesso segno. gabbia di Faraday, lastra piana, elettroscopi Notizie storiche: Michael Faraday osservó nel 1836 che in un conduttore cavo elettricamente carico, le cariche si concentrano sulla superficie esterna e non hanno alcuna influenza su ció che si trova all interno. Le cariche passano alle strisce di carta del cappello che si caricano dello stesso segno dell elettrodo a cui il cappello é collegato. Tenendo conto che cariche dello stesso segno si respingono, le striscioline di carta si alzano perché si respingono. Per dimostrarlo costruí una stanza rivestita da un foglio metallico e applicó dall esterno l alta tensione prodotta da un generatore elettrostatico. Utilizzando un elettroscopio mostró che all interno della stanza non era presente carica elettrica. La corrente indotta Esperimento di Faraday Cosa osservare: La gabbia di Faraday si puó Materiale utilizzato: una bobina con N spire, trovare sotto forma di gabbia da canarino o di lastra piana. La lastra piana é costituita da una lastra cavi di collegamento, un galvanometro, un magnete rettangolare. metallica con strisce di carta velina da entrambi i Cosa osservare: se si avvicina o si allontana il lati ed é collegata ad una macchina elettrostatica. Mettendo in funzione la macchina elettrostatica si puó osservare che le strisce di carta velina si sollevano magnete alla bobina, si osserva nel galvanometro lo spostamento dell indice che indica un passaggio di corrente. da entrambi i lati. Se invece si chiude la lastra Cosa vuol dire: con una variazione del flusso piana accostando le due estremitá, si nota che le strisce poste all esterno si sollevano, mentre quelle all interno mantengono inalterata la loro posizione. Nella gabbia di Faraday a forma di gabbia si osserva del campo magnetico si genera corrente che viene chiamata corrente indotta, il flusso del campo magnetico viene definito come: φ = BScosα, e in questa esperienza di Faraday varia l angolo α. lo stesso fenomeno che si verifica quando si chiude la lastra piana. Cosa vuol dire: Nella lastra piana aperta, collegata ad un generatore elettrostatico, la carica si Alternatore Materiale utilizzato: alternatore e galvanometro. distribuisce su entrambi i lati e quindi anche sulle Cosa osservare: girando la manovella dello strumento, striscioline, in questo modo sia la carta velina, sia viene fatto ruotare il magnete all interno della Page 7 of 8
bobina, ai capi della quale sono collegati due led, uno rosso ed una verde che si accendono in modo alternato. Cosa vuol dire: i fenomeni che si osservano sono quelli dell induzione elettromagnetica e la produzione di corrente alternata. In tal caso il flusso del campo magnetico é variabile ed il suo andamento ha carattere sinusoidale. Il carattere alternato della corrente lo si puó osservare direttamente nel galvanometro e dall accensione alternata dei due led colorati. Motore dinamo Materiale utilizzato: modello di dinamo. Cosa osservare: ruotando la manovella dello strumento si produce energia meccanica che viene trasformata in energia elettrica. Cosa vuol dire: la dinamo é una macchina rotante in grado di trasformare energia meccanica in elettrica. Essa gode del principio di reversibilitá in quando si puó effettuare il viceversa (motore elettrico) cioé trasformare energia elettrica in energia meccanica, il fenomeno fisico che permette la trasformazione dell energia meccanica in elettrica si chiama induzione elettromagnetica. Nella dinamo si fa ruotare una parte mobile chiamato rotore rispetto ad una parte fissa chiamata statore. La potenza elettrica che si osserva attraverso l intensitá luminosa é direttamente proporzionale alla velocitá di rotazione. Ringraziamenti Si ringraziano tutti gli studenti delle classi 1B, 2B, 3B e 4C Scientifico per il contributo fornito e per la loro disponibilitá. Page 8 of 8