Classe Quarta LS: Applet sul pendolo

Classe quarta scientifico: moto armonico


Un link per il pendolo semplice. Variate i parametri e fate delle prove:

http://ww2.unime.it/dipart/i_fismed/wbt/ita/pendolo/pendolo_ita.htm

Il sito contiene diverse applicazioni alla fisica:
http://ww2.unime.it/dipart/i_fismed/wbt/

Altro sito per applet in fisica:
http://www.walter-fendt.de/ph14i/

Che succede se si sospende una massa ad una molla? Si ottiene un moto più complicato, per il quale non esiste una soluzione esatta ma occorre risolvere il moto numericamente. Ecco un applet che simula questo moto:
http://www.hk-phy.org/sergey_kisel/java/pend2/index.html

Satelliti in orbita (schema di Newton)

*Ripubblico questo post per gli studenti  di quest'anno 

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E' disponible un programma in java molto semplice per studiare l'esempio di Newton sul proiettile lanciato in orbita che abbiamo studiato a lezione.

L'applicazione è illustrata al seguente link (file flash):

http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/swf/projectileOrbit.swf

Se volete scaricare l'applicazione per poi installarla sul vostro pc e variare così a vostra scelta la velocità occorre registrarsi al sito e scaricare il file in formato zip. Decomprire poi il file e aprire con il vostro browser il file intitolato projectileOrbit.html.

Link diretto:http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=398.0

Potenze di dieci

Ripubblico un vecchio post per gli allievi/e del Terzo liceo Linguistico
Andate a visionare il link del Cern in basso.

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L'ambito di applicazione della fisica si estende su 40 ordini di grandezza. I quark all'interno dei protoni hanno dimensioni dell'ordine di 10^-16 metri, l'universo conosciuto dell'ordine di 10^24 metri.

Come cambi la prospettiva al variare dell'ordine di grandezza lo si può vedere qui:

http://microcosm.web.cern.ch/Microcosm/P10/Italian/welcome.html

Questo sito si ispira ad un libro molto bello della Zanichelli, pubblicato qualche anno fa:

"Potenze di dieci. Le dimensioni delle cose nell'universo. Ovvero: che cosa succede aggiungendo un altro zero, Philip Morrison, Phylis Morrison".

Dovrebbe essercene una copia in ogni scuola, anzi, in ogni casa! per rendersi conto di quanto sia vasto l'universo in tutte le direzioni.

William Blake ne era in qualche modo consapevole quando scrisse questi versi nel XVIII secolo?

"To see the world in a Grain of sand

And Heaven in a Wild Flower

Hold infinity in the palm of your hand

And Eternity in an hour

Vedere il mondo in un granello di sabbia

E un paradiso in un fiore selvatico

Racchiudere l'infinito nella palma della tua mano

E l'eternità in un'ora"

Power of Ten Video on Youtube

Meccanica Classica, la forza centrifuga e "2001:Odissea nello spazio"

Spiegando il moto circolare unifome e la forza centrifuga trovo sempre interessante  l'esempio della stazione rotante. Il video è riportato in basso.

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Sto introducendo la forza centrifuga in classe. Credo che riflettere e fare dei conti elementari sulle stazioni rotanti possa suscitare un qualche interesse tra gli studenti . E come non ricordare a questo punto "2001: Odissea nello spazio /2001: A Space Odyssey". Il film (del 1968!) contiene una miniera di spunti per la fisica ma è ancora oggi straordinario per le riflessioni che offre sul destino dell'umanità.

Ecco il video su youtube relativo alla parte della stazione spaziale.

Il prodotto vettoriale

Ripubblico un post sul prodotto vettoriale, visto che ora stiamo discutendo in quinta del campo magnetico.

A questo proposito ho ritrovato un disegno di Bruno Touschek- fisico austriaco che ha avuto una grande influenza sulla fisica italiana- che mostra due ricercatori intenti a discutere quale sia il verso del campo magnetico.

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Oggi, introducendo il momento di una forza, ho richiamato la definizione di prodotto vettoriale.

In una delle classi, il ricorrere alla regola della mano destra è sembrato una cosa artificiosa.

In verità non è possibile dare un metodo differente e elementare per definire il verso del vettore A^B. (si tratta di una proprietà connessa con la chiralità dei sistemi di riferimento, un oggetto si dice chirale quando è differente dalla sua immagine riflessa:l'esempio più comune è quello delle mani, una mano non è sovrapponibile alla sua immagine nello specchio,provate!).

Le due varianti della regola della mano destra illustrate in classe sono riportate in alto.

Per familiarizzarsi con le proprietà del prodotto vettoriale consiglio i seguenti link dove ci sono dei filmati per le varie combinazioni possibili di vettori e un applicativo in Java:

http://physics.syr.edu/courses/video/RightHandRule/index2.html

http://www.phy.syr.edu/courses/java-suite/crosspro.html

I video di alcune lezioni di Feynman

Bill Gates con il Progetto Tuva offre l'opportunità di vedere alcuni video delle lezioni di Feynman!

Una bellissima opportunità!

Video|

Raccolta esercizi di fisica

Avviso per gli studenti di Quarta Liceo

Qui trovate una raccolta di esercizi di Fisica della tipologia svolta in classe per esercitarsi (chi non lo avesse ancora fatto...) in vista della verifica sulle onde: Esercizi

Le domande di teoria riguarderanno le onde in generale e il suono (argomenti presentati in classe).

Ondoscopio

Con l'ondoscopio è possibile familiarizzarsi con le principali caratteristiche delle onde.

Qui trovate un link ad una simulazione Java di un ondoscopio che consente di rappresentare una grande varietà di situazioni:
ondoscopio

Ultrasuoni e pipistrelli

Oggi parlando delle proprietà delle onde sonore ho menzionato diverse applicazioni, come l'utilizzo per la localizzazione da parte di pipistrelli e di delfini.
Ma anche l'applicazione moderna dell' ecografia.

Definizione di ecografia
L’ecografia è una tecnica di Diagnostica per Immagini basata sugli echi prodotti da un fascio di ultrasuoni che attraversa un organo o un tessuto.

Il seguente sito in inglese approfondisce molto bene come i pipistrelli e i delfini riescano a 'vedere con il suono':
http://www.biosonar.bris.ac.uk

Curiosità:
1) Ascolta il segnale sonoro dei pipistrelli (bat) cliccando qui.
2)Ascolta il segnale sonoro dei delfini cliccando qui.

Le bizzarre proprietà della maizena

Ieri con gli studenti di quarta liceo siamo andati al Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano per un laboratorio sulle oscillazioni. Alla fine il docente ha mostrato le proprietà molto bizzarre della maizena (ovvero amido di mais!).
Le sue proprietà sono molto simili a quelle del Silly Putty,che già conoscevo, ma la maizena è economica, si trova in ogni supermarket, ed è un materiale più sicuro.
Qui trovate un link ad un video dove un ragazzo riesce a camminare su una vasca di maizena.
In un altro video della maizena poggiata su un altoparlante sembra prendere vita con una frequenza di 80 Hz!

Dal punto di vista della fisica la maizena rappresenta un esempio di fluido non newtoniano, un fluido la cui viscosità non è costante ma varia a seconda dello sforzo di taglio che viene applicato. (Fluido non newtoniano)

Onde elastiche

In alto l'immagine di un'applicazione utile per studiare le onde (elastiche) su una corda:

http://www.physics-lab.net/applets/mechanical-waves

Cominciate a giocare con i parametri partendo dalla situazione più semplice in cui la massa della corda e l'attrito (damping) sono nulli.

Lo stesso sito contiene anche un'applicazione sul pendolo, che è molto semplice e efficace:
simple-pendulum

Esercizi di fisica e argomenti della verifica

Avviso per gli studenti di Quarta Liceo

Qui trovate gli esercizi di Fisica da fare per Lunedì e Martedì: Esercizi

(Gli esercizi di matematica sono stati riportati sulla lavagna stamattina)

Verifica di Fisica Venerdì 12 Febbraio 2010

Le possibili domande di teoria saranno su:

1. Moto armonico: Definizione e principali caratteristiche del moto armonico. Dimostrazione della proprietà: a=-ω²s
2. Legge di Hooke
3. Moto armonico di una molla (Come si dimostra?)
4. Moto armonico di un pendolo (nell'approssimazione delle piccole oscillazioni)
5. Teoria degli errori (Capitolo 2 del libro di testo) e esperienza in laboratorio sul pendolo semplice.

I possibili esercizi riguarderanno:

1. Moto armonico
2. Legge di Hooke e moto armonico di una molla
3. Pendolo semplice
4. Esercizi sulla teoria degli errori e della misura (simili a quelli proposti in classe nella verifica di autovalutazione)

Lasciar cadere un sasso:un esercizio per gli studenti di quarta

Un problema classico sul moto armonico e la gravitazione è quello del pozzo attraverso la Terra. Ricordo ancora la sorpresa quando mi imbattei alle Superiori in questo esercizio (sulla Fisica di Tipler della Zanichelli, il mio primo libro “serio” di Fisica).

Il quesito è il seguente:Supponiamo che sia stato possibile scavare un pozzo che attraversi la Terra dal polo Nord al polo Sud e che lo studente si trovi al polo Nord e lasci cadere un sasso. Che succede del sasso? Che moto seguirà?

link:

http://www.physicscentral.com/poster-earth.cfm

Altezza massima raggiunta da un razzo con U=-GmM/r

Qui trovate la soluzione dell'esercizio assegnato in classe sulla determinazione dell'altezza massima raggiunta da un razzo lanciato dalla superficie terrestre utilizzando il potenziale gravitazione U=-GmM/r oppure U=mgh.

Sheldon Cooper Ph.D. insegna Fisica alla sua vicina Penny

Ho appena scoperto questa serie televisiva, con protagonisti giovani fisici...

The Big Bang Theory -Season 3 Episode 10

http://www.youtube.com/watch?v=MA549xDWg74

L'universo conosciuto (video)

Dalla Terra al Big Bang, e ritorno: The Known Universe, video prodotto dall'American Museum of Natural History per la mostra Visioni del cosmo al Rubin Museum of Art di New York.
Un video molto bello e suggestivo! Per maggiori informazioni:http://www.amnh.org

Meccanica quantistica nella vita di tutti i giorni

Utilizzate una macchina fotografica digitale? Sapete che il suo funzionamento si basa su alcune proprietà della meccanica quantistica? Normalmente la meccanica quantistica viene ritenuta un settore lontano e astratto della fisica e invece...
Il CCD ( charge-coupled device) contenuto in ogni macchina fotografica, utilizza le proprietà "particellari" della luce intuite da Albert Einstein nel secolo scorso.
Questo articolo (in inglese) pubblicato sul Washington Post lo spiega bene: articolo

Esercizi della verifica di fisica

VERIFICA DI FISICA DI NOVEMBRE

1Si consideri una stazione spaziale di raggio R=200 metri. Determinare la velocità angolare necessaria per avere una accelerazione di gravità pari al doppio di quella terrestre (g=9,8 m/ s²). Determinare anche il periodo di rotazione.

2. Un astronauta di 70 kg è alla deriva nello spazio in un punto situato a 12 m dalla sua navicella. Per tornare alla navicella l’astronauta lancia un pezzo di equipaggiamento di 0.75 kg in modo che esso viaggi a 3.0 m/s in direzione opposta alla navicella. Quanto tempo impiega l’astronauta a raggiungere la navicella?

3. Consideriamo nuovamente la vicenda dell’Uomo Ragno e di Gwen. Supponiamo stavolta che la tela prenda Gwen dopo una caduta di 60 metri e che ne fermi la caduta in un tempo Δt=0,75 secondi. Se la massa di Gwen è di 55 kg calcola la forza media esercitata dalla ragnatela nel tempo Δt.

4. Un veicolo di 1800 kg con velocità pari a 25 m/s urta contro un veicolo di 1400 kg che viaggia con velocità pari a 15 m/s. Dopo l’urto le due auto procedono insieme. Determina la loro velocità subito dopo l’urto (si trascuri l’attrito).

Rispondi ad uno dei seguenti quesiti:

A. Spiega la differenza tra urto elastico, urto anelastico e urto totalmente anelastico e fornisci un esempio di ciascuno dei tre casi.

B. Definisci l’impulso di una forza e ricava il teorema dell’impulso. Applica poi questo teorema a un semplice esempio reale.

La notazione scientifica e l'Universo

In prima ho fatto alcuni cenni alla notazione scientifica e agli ordini di grandezza. Normalmente è un tema di fisica ma il libro di matematica lo riporta nel capitolo dei numeri razionali ed allora trovo interessante proporlo ai ragazzi.

Riprendo quanto detto in un post dell'anno scorso:

Tutta la realtà conosciuta si estende su 40 ordini di grandezza. I quark all'interno dei protoni hanno dimensioni dell'ordine di 10^-16 metri, l'universo conosciuto dell'ordine di 10^26 metri.

Come cambi la prospettiva al variare dell'ordine di grandezza lo si può vedere qui:

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/powersof10/

oppure in italiano:

http://microcosm.web.cern.ch/Microcosm/P10/Italian/welcome.html

Questi siti si ispirano ad un libro molto bello della Zanichelli, pubblicato qualche anno fa:

"Potenze di dieci. Le dimensioni delle cose nell'universo. Ovvero: che cosa succede aggiungendo un altro zero, Philip Morrison, Phylis Morrison".

Dovrebbe essercene una copia in ogni scuola, che dico in ogni casa! Per rendersi conto di quanto sia vasto l'universo in tutte le direzioni.

William Blake ne era in qualche modo consapevole quando scrisse questi versi nel XVIII secolo?

"To see the world in a Grain of sand

And Heaven in a Wild Flower

Hold infinity in the palm of your hand

And Eternity in an hour

Vedere il mondo in un granello di sabbia

E un paradiso in un fiore selvatico

Racchiudere l'infinito nella palma della tua mano

E l'eternità in un'ora"

Urti Elastici

Urti Elastici

Ho trascritto l'esercizio svolto in classe riguardante l'urto elastico unidimensionale con una delle due masse inizialmente ferma.

Clicca qui per scaricare l'esercizio.