LABORATORIO DI

FISICA DI BASE:

MECCANICA,

TERMODINAMICA,

ELETTRICITA’

VERSIONE WIRELESS

(Progetto 1A)

L’apparato è stato progettato per studiare e sperimentare leleggi del moto diNewton.Attraverso sensori e sistema di acquisizione WIRELESSè possibileeffettuare le sperimentazioni mediante un TABLET.La pista utilizzata per gli esperimenti è realizzata in legno /metallo di ottimaqualità con superficie liscia con scanalaturelineari per il moto piano dicarrelli.Ad una estremità è fissata una puleggia che consente disospendere deipesi.

PROGRAMMA DI FORMAZIONE• Dimostrazione attrito statico e dinamico• Dimostrazione seconda legge di Newton del moto• Dimostrazione relazione tra lavoro ed energia• Dimostrazione relazione tra impulso e momento• Dimostrazione semplice moto armonico• Determinazione energia nel semplice moto armonico• Determinazione costante di una molla elicoidale• Determinazione velocità media di un oggetto• Determinazione velocità istantanea di un oggetto• Determinazione accelerazione di un oggetto• Dimostrazione collisione elastica• Dimostrazione legge di conservazione dell’energia• Dimostrazione trasferimento di energiaSPECIFICHE TECNICHE1 Piano in legno con supporti per foto traguardi; 1 Binario con supporti per fototraguardi; 2 Carrelli con bandiera di oscuramento; 1 Carrello elettrico;1 Bloccoin legno; 1 Puleggia; 1 Dinamometro 2.5N; 1 Set di molle con indice; 1 Set dipesi composto da: 3 pesi da 10 gr, 4 pesi da 50 gr; piattello portapesi;respingente elastico per carrello; 1 Respingente elastico da posizionare tra icarrelli; 1 Rocchetto di filo: 1 Rotella metrica; 2 Molle lunghe; 1 Set di tubettiper legare il filo tra i due carrelli

1Sensore wireless fototraguardo(A+B)

1 Wireless display module

1 Datalogger

L’apparecchiatura è costituita da un supporto verticale in alluminio sulquale è possibile svolgere una gamma completa di esperimenti. Si puòstudiare il moto uniformemente accelerato, la caduta libera, determinarel’accelerazione di gravità e valutaregli effetti dell’aria sul moto.Attraverso sensori e sistema di acquisizione WIRELESS è possibileacquisire tuttii parametri del sistema (velocità, accelerazioni) mediante unTABLET.

PROGRAMMA DI FORMAZIONE• Studio del moto uniformemente accelerato• Determinazione del valore dell’accelerazione di gravità• Effetti dell’aria sulla caduta libera di un corpo..SPECIFICHE TECNICHE• Sostegno in alluminio per caduta libera altezza 1 metro su base in acciaio40 x 40 cm• 1 cilindro in ferro per caduta libera• Supporti per sensori (fototraguardi)• Elettromagnete di sgancio

Sensore wireless fototraguardo (A+B)

1 Wireless display module

1 Datalogger

Mediante l’utilizzo di due sensori di temperatura,questoapparatoconsente di studiare come si svolge nel tempoiltrasferimento di calore tra due corpi, solidi o liquidi, adiversatemperatura iniziale. Come in tutti i fenomeni di equilibrio ilcorpopiù caldo cede calore a quello più freddo fino all’annullamentodeldislivello termico. La legge con la quale la temperatura delcorpo piùcaldo varia nel tempo è esponenziale decrescente,mentre quella con laquale la temperatura del corpo più freddosale, è esponenziale crescente.È possibile così, stabilire unaanalogia con il fenomeno dell’equilibrioidrico e con quellodell’equilibrio elettrico.Attraverso sensori e sistema di acquisizione WIRELESS è possibileacquisire i valori di temperaturamediante un TABLET.

PROGRAMMA DI FORMAZIONE• Equilibrio termico tra due corpi di eguale capacità termica• Equilibrio termico tra due corpi con diversa capacità termica• Equilibrio termico tra solidi e liquidi• Equilibrio termico liquido - solido – liquido

SPECIFICHE TECNICHE• 1 contenitore termostatico Ø 130 mm,altezza 110 mm in teflon contappo• 1 termometro ad alcool• 1 cilindro di alluminio cavo Ø 80 mm, altezza 45 mm• 1 cilindro di alluminio da inserire nel precedente della stessamassa Ø60 mm, altezza 40 mm• 1 cilindro di ottone da inserire nel cilindro cavo Ø 60 mm,altezza 40mm• 2 recipienti in alluminio ed ottone Ø 50 mm, altezza 70 mm

2 sensori di temperatura wireless

1 Wireless display module

1 Datalogger

La propagazione del calore all’interno dei corpi solidi ha luogoperconduzione. La velocità con la quale il calore si propaga, varia da sostanzaa sostanza. Nei metalli è elevata mentre in altre sostanze come ad esempio ilvetro o la plastica è molta piccola. Per questo motivo i primi sono definitibuoni conduttori di calore.La conducibilità termica può essere studiata con questo kit mediante l’ausiliodi tre sensori di temperatura. Una verga di alluminio, una di ottone e una diteflon, a ciascuna delle quali è collegato un sensore di temperatura, vengonoimmerse nello stesso tempo in un bicchiere contenente acqua calda. È cosìpossibile vedere in tempo reale come sia diversa la velocità con la quale sipropaga il calore in ciascuno di esse.Attraverso sensori e sistema di acquisizione WIRELESS è possibile acquisirei valori di temperaturamediante un TABLET.

PROGRAMMA DI FORMAZIONE• Confronto della conducibilità termica di tre materiali diversi,sianelriscaldamento che nel raffreddamento• Confronto tra le sensazioni termiche e le misure effettivedella temperatura

SPECIFICHE TECNICHE• 1 calorimetro in teflon con bicchiere Ø 120 mm,altezza 130 mm• 1 tappo in teflon con 3 fori• 1 barra di alluminio altezza 120 mm, Ø 10 mmcon foro per sonda Ø 4 mm• 1 barra di ottone altezza 120 mm, Ø 10 mmcon foro per sonda Ø 4 mm• 1 barra di teflon altezza 120 mm, Ø 10 mmcon foro per sonda Ø 4 mm

3 sensori di temperatura wireless

1 Wireless display module

1 Datalogger

Si carica un condensatore di prova attraverso una resistenza e si calcola lacorrente che scorre nel circuito in funzione del tempo; si valuta inoltrel’effetto della variazione resistenze e capacità di carico, nonché dellatensione applicata.Attraverso sensori e sistema di acquisizione WIRELESS è possibileacquisire i valori di carica e scarica di un condensatoremediante unTABLET.

PROGRAMMA DI FORMAZIONE• Misurare la corrente di carica al variare della capacità,mantenendocostanti resistenza e tensione applicata• Misurare la corrente di carica al variare della resistenza,mantenendocostanti capacità e tensione applicata• Misurare la corrente in funzione della tensione applicata,mantenendocostanti capacità e resistenza• Misurare le correnti di scarica cambiando la configurazionedel circuitocome descritto nei punti precedenti

SPECIFICHE TECNICHE• 2 box di connessione• Switch a 2 vie• 2 condensatori in poliestere 33microF/100V• 1 condensatore 1 microF/63V• 1 condensatore 4.7 microF/100V• 2 resistenze 1Mohm, 1/2 W• 2 resistenza 2.2 Mohm, 1/2 W• 1 resistenza 4.7 Mohm, 1/2 W• 1 resistenza 100 ohm, 1/2 W• 2 ponticelli di corto circuito• Cronometro digitale• Multimetro digitale• Cavi di connessione

1 sensore di corrente wireless

1 Datalogger

SENSORI E SISTEMI D’ACQUISIZIONE

DATALOGGER

Grazie all’integrazione di un tablet e pad-datalogger, il datalogger Expert ha tutte le funzionalità

di un computer e tutte le funzionalità di un sistema sperimentale digitale. Il datalogger Expert è

semplice da utilizzare e può rilevare dati velocemente. E’ dotato di 6 sensori incorporati e di 4

canali di ingresso per ulteriori 4 sensori.

Descrizione

Schermo: 10.1 Inch, Multi-point touch screen, 1920*1200

Processore: Intel Z8300

CPU Clock Speed: 1.44GHz

RAM: 2 GB DDR3

Card: MicroSD

Wireless fuction: Support WIFI, Bluetooth, GPS

Video interface: HDMI

Data interface: 1 USB2.0, 1 USB 3.0

Sistema operativo :Win 8/Win 10

Batteria Interna: 8000 mAh

Alimentazione esterna: 240VAC / 5V DC 3 A

Sensori incorporati: Temperatura, Umidità, UV, Luminosità, Pressione, Battito Cardiaco

4 ingressi per ulteriori sensori

SensoriIncorporati

Temperatura:

Range：- 10℃/＋85℃

Risoluzione：0.1 ℃

Accuratezza：±0.4℃

Umidità:

Range：0-100%

Risoluzione：0.1 %

Accuratezza：±0.4%

UV

Range：0-150 W/m2

Risoluzione：0.05W/m2 a λ = 365 nm

Luminosità:

Range：0- 128 KLux

Risoluzione：100 mLux

Accuratezza：±0.4%

Pressionedei gas:

Range：20-400 KPa

Risoluzione：0.1 KPa

Accuratezza：± 1.5 %

BattitoCardiaco

Range：0-200 bpm

Risoluzione：1 bpm

Accuratezza：± 1 bpm

DATALOGGER E SENSORI WIRELESS

Modulo divisualizzazione

wireless

Supporta tutti i sensori TS.1 ingresso per la connessione di tutti isensori TS.Risoluzione display: 128*64Batteria: 3.7V 1800mAH1 mini USB per connetterlo con ilcomputer.Bluetooth 2.0/4.0 wirelessBluetooth radio frequency: 2.4 GHzOperating Current: 35–50 mA, minimum3.2VNominal Charging Current: 150 mAWireless Range: fino a 10 metri senzaostruzioni.

Sensore di forza Il componente sensibile del sensore di forzawireless è un elemento di tensione resistivoattaccato alla traversa metallica e quindimisura la forza in due direzioni quando latraversa viene deformata.Esperimenti:

Verifica della legge di Hooke La terza legge di Newton Teorema dello slancio Il metallo si espande con il caldo e

si contrae con il freddo Studio del movimento armonico Legge di Archimede

Range: ±50NRisoluzione: 30mNFrequenza di campionamento: 800 Hz

Sensore fototraguardo

(A + B) duepezzi

Il sensore foto traguardo wireless attraversola misura del tempo di oscuramentodellaluce, può calcolare la velocità,l'accelerazione, il momento, l'energiacinetica e altre comuni quantità fisiche.

Esperimenti:

moto di caduta libera moto rettilineo uniforme forza centripeta

Range: 0….∞s

Risoluzione: 0.01 ms

Frequenza di campionamento: 800 Hz

Sensore ditensione

Range: ±30V

Risoluzione: 0.02V

Frequenza di campionamento: 800 Hz

Sensore dicorrente

Range: ±1A

Risoluzione: 0.5 mA

Frequenza di campionamento: 800 Hz

Sensore ditemperatura

Range: -40…120°C

Risoluzione: 0.01°C

Frequenza di campionamento: 10 Hz

Sensore dipressione

Range: 20…400 KPa

Risoluzione: 0.1 KPa

Frequenza di campionamento: 800 Hz

Sensore diluminosità

Range: 1…128 kLx

Risoluzione: 0.1 Lx

Frequenza di campionamento: 10 Hz

Sensore diaccelerazione

Range: ±8g

Risoluzione: 0.05 g

Frequenza di campionamento: 100 Hz

Sensore di moto Range: 0.20…2m

Risoluzione: 1 mm

Frequenza di campionamento: 50 Hz

Sensore campomagnetico

Range: ± 64mT

Risoluzione: 0.04 mT

Frequenza di campionamento: 800 Hz

Valigia dicontenimento

sensori