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