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Università Cattolica del Sacro Cuore

Facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali

a.a. 2012/2013

Laboratorio di Fisica

unità)

- Schede di presentazione delle esperienze -

Docenti:

Galimberti Gianluca

Maianti Marco

Indice:

Esperienza 1:

Momento di inerzia.

Esperienza 2:

Conservazione del momento angolare.

Esperienza 3:

Moti oscillatori accoppiati.

Esperienza 4:

Pendolo di torsione.

Esperienza 5:

Trasformazioni termodinamiche.

Esperienza 6:

Motore termico.

Esperienza 7:

Sonometro

Calendario e suddivisione dei gruppi

Содержание TD-8565

Страница 1: ...delle esperienze Docenti Galimberti Gianluca Maianti Marco Indice Esperienza 1 Momento di inerzia Esperienza 2 Conservazione del momento angolare Esperienza 3 Moti oscillatori accoppiati Esperienza 4...

Страница 2: ...meccanico t viene applicato all oggetto e viene misurata un accelerazione angolare a Poich t I a si ha a t I 2 Il momento meccanico pu essere ricavato mediante la definizione F r 3 dove F la forza ap...

Страница 3: ...nnetterlo al computer Assicurarsi che l asta di supporto non interferisca con la rotazione dell asta con i pesi vedi figura 5 Montare la puleggia grande sul sensore di moto rotatorio 6 Stendere il fil...

Страница 4: ...i dati Osservazione Premere Stop prima che la massa appesa raggiunga il pavimento o la fine del filo per evitare dati spuri 8 Nella finestra del display grafico selezionare l indicatore delle analisi...

Страница 5: ...ema rotazionale Base ed asta di supporto Graffette Sensore di moto rotatorio Set di masse e sistema di sospensione Bilancia di precisione Calibro Procedura 1 Montare il sensore di moto rotatorio sull...

Страница 6: ...propriata puleggia nel menu a tendina per la calibrazione lineare 5 Selezionare e trascinare il simbolo di grafico sull icona del sensore di moto rotatorio e quindi selezionare la grandezza fisica vel...

Страница 7: ...e il momento di inerzia dell anello Rimuovere il disco dall apparato e ripetere la procedura da 1 ad 8 Calcoli Calcolare il valore sperimentale del momento di inerzia totale del disco e dell anello Ca...

Страница 8: ...moto rotatorio nel menu dei sensori digitali 5 Assicurarsi che l indicatore Divisioni Rotazioni sia nella posizione 360 e selezionare l appropriata puleggia nel menu a tendina per la calibrazione lin...

Страница 9: ...2 Conservazione del momento angolare 2 Calcoli Calcolare il valore aspettato per la velocit angolare finale Calcolare la differenza percentuale tra il valore sperimentale e quello teorico della veloci...

Страница 10: ...ssere identificati dalle coordinate x1 e x2 delle posizioni dei due carrelli rispetto alle relative posizioni di equilibrio Il moto generale di tali oscillatori accoppiati pu essere descritto come sov...

Страница 11: ...ferenza spostare il carrelli dalla posizione di equilibrio di uno stesso tratto ma da parti opposte e lasciarli liberi nello stesso istante e misurare il periodo 6 Ripetere questa misura almeno 5 volt...

Страница 12: ...umero stabilito notare che il numero di dati determina anche i valori delle disytanze massima e minima che il sensore in grado di rilevare 4 Mettere in movimento in modo del tutto arbitrario i carrell...

Страница 13: ...na base ad A 2 Inserire nell asta la base inferiore del pendolo e il SMR allentare la vite posta sulla base inferiore 3 Fissare una delle estremit del filo sotto la rondella della parte superiore del...

Страница 14: ...raggio R e usando la relazione I mR 1 2 2 3 Quindi nel caso di un disco uniforme che ruota sul suo asse la relazione seguente vale 1 2 2 2 2 mR T k p Nel caso del disco pi il cilindro Parte C dell esp...

Страница 15: ...ia del disco 1 Togliere la puleggia e montare il disco sopra il SMR come in figura 2 Fare attenzione che il filo del pendolo di torsione sia ben fissato al sistema 2 Aumentare la frequenza di campiona...

Страница 16: ...05110C 5 94 1993 PASCO scientific 7 50 Adiabatic Gas Law Apparatus Instruction Manual and Experiment Guide for the PASCO scientific Model TD 8565 Includes Teacher s Notes and Typical Experiment Resul...

Страница 17: ......

Страница 18: ...n of Apparatus 3 Setup Using the TD 8565 with the PASCO Series 6500 Computer Interface 5 IBM compatible computers 5 Apple II compatible computers 7 Expansion of a Gas 7 Experiment Measurement of Work...

Страница 19: ...warranty repair belongs to the cus tomer Equipment must be properly packed to prevent damage and shipped postage or freight prepaid Damage caused by improper packing of the equip ment for return shipm...

Страница 20: ...ducer and two DIN plug to mini phone plug cables part number 520 063 that carry the signals from the pressure and temperature sensors Features Measure the ratio of specific heats for the gas CP CV Mea...

Страница 21: ...moles of a confined ideal gas are compressed or expanded adiabatically The first law of thermodynamics can be stated as dQ nCvdT pdV 0 for an adiabatic process where CV is the molar specific heat at...

Страница 22: ...excitation voltage supplies and appropriate amplifiers for the two bridge circuits The outputs of the amplifiers are analog voltages proportional to the pressure and temperature respectively IMPORTAN...

Страница 23: ...For some of the calculations only the ini tial and final volumes are needed These can be determined by reading the transparent scale located on the front of the cylinder This indicates the dis placem...

Страница 24: ...computers Connect the plug of the volume cable into Analog Channel A of the Series 6500 Use the adapter cables supplied with the apparatus to connect the temperature and pressure sensors to Channels B...

Страница 25: ...riggering menu and set triggering to Automatic on channel A Voltage should be set to about 4 75 V and the direction should be Down Set the voltage threshold level to a voltage just be low the maximum...

Страница 26: ...ained return to the main menu and choose P to plot the data The best graphs are obtained when the inputs are uncalibrated other wise the difference in scales between data sets may result in only one o...

Страница 27: ...8 Adiabatic Gas Law Apparatus 012 05110C Notes...

Страница 28: ...gases having different structures including monatomic argon diatomic air or nitrogen and triatomic carbon dioxide Procedure Select a gas to compress Air is a good gas to start with If you are using a...

Страница 29: ...ng equations 3 and 4 from the Theory section calcu late the theoretical temperature and pressure predicted by the adiabatic gas law Note that pressure and temperature must be expressed in absolute uni...

Страница 30: ...012 05110C Adiabatic Gas Law Apparatus 11 Schematic...

Страница 31: ...oating external supply However for most measurements it will operate satisfactorily with a 9 volt battery If the supply voltage is low or the signals very large either the pressure or temperature sign...

Страница 32: ...have the apparatus within reach when calling This makes descriptions of individual parts much easier If your problem relates to the instruction manual note Part number and Revision listed by month and...

Страница 33: ......

Страница 34: ...Apparato per le leggi sui gas Motore termico Manuale di istruzioni Con esperimenti Ultima revisione 10 08 2003 ELItalia Srl Via A Grossich 32 20131 Milano tel 02 236 3972 elitalia micronet it www eli...

Страница 35: ...llata in modo opportuno per non essere danneggiata durante il trasporto ed i costi di spedizione sono a carico del cliente Eventuali ulteriori danneggiamenti dovuti ad un imballaggio insufficiente dur...

Страница 36: ...4 Introduzione 5 Esperimento 1 l ascensore termico 7 Esperimento 2 legge di Charles 9 Esperimento 3 legge di Boyle 11 Esperimento 4 legge dei gas combinata Gay Lussac 13 Esperimento 5 la macchina term...

Страница 37: ...te informazioni Tipo e modello dell apparato PASCO che state utilizzando normalmente tutte le informazioni sono su un etichetta sul prodotto stesso o sulla confezione L et approssimativa dell apparato...

Страница 38: ...o in Pyrex in modo da assicurare perdite trascurabili pur presentando un bassissimo coefficiente di attrito Il Motore termico Apparato per la legge dei gas possiede due connettori a baionetta a blocca...

Страница 39: ...lizzo di un pistone di grafite lavorato ad alta precisione permetta di ottenere degli ottimi risultati evidente che stato necessario raggiungere un compromesso dato che una tenuta assoluta farebbe si...

Страница 40: ...re una massa di 100 150 g sulla piatta forma del pistone Attenzione ricordarsi di allentare la vite di blocco del pistone prima di procedere Nota Utilizzare al massimo una massa di 200 g per masse sup...

Страница 41: ...oro prodotto ad ogni ciclo Verificatelo Di quanto si alza ogni volta la massa Potete misurarlo con la scala millimetrata del motore termico L entit di questo innalzamento dipende dalla temperatura dei...

Страница 42: ...ere la valvola di blocco del connettore libero 3 Posizionare il cilindro orizzontalmente in modo che l unica pressione ad agire sul sistema sia quella atmosferica che si considera costante per la dura...

Страница 43: ...sonar che rilever quindi una distanza che aumenta col passare del tempo e al diminuire della temperatura del bagno Il volume della camera va quindi calcolato col tool calcolatore di Science Workshop c...

Страница 44: ...nella sua posizione pi alta e chiudere la valvola di blocco del connettore libero 3 Collegare il sensore di pressione all inter faccia per computer e impostare Science Work shop per la registrazione...

Страница 45: ...pezzo di tubo di un centimetro e mezzo circa Per pressioni vicine al limite di tenuta del motore termico la relazione tra P e V pu diventare molto imprecisa a causa delle perdite Potete utilizzare un...

Страница 46: ...i sensori e il manuale utente di Science Workshop Teoria Combinando la legge di Charles e la legge di Boyle esperimenti 2 e 3 si ottiene P aT V La legge dei gas combinata predice che per una data quan...

Страница 47: ...trare un grafico di temperatura in funzione della pressione 6 Immergere la camera d aria nel beker e accendere il fornelletto Procedimento 1 Registrare Pressione e temperatura mentre l acqua si scalda...

Страница 48: ...rmodinamico netto prodotto durante un ciclo che pu essere valutato misurando l area racchiusa dal ciclo in un diagramma pressione volume In pratica si andr a verificare sperimentalmente la relazione P...

Страница 49: ...elaborare direttamente il grafico nel piano PV 8 Non disponendo di Science Workshop disegnare un grafico su carta millimetrata ponendo in ascissa il volume in m3 e in ordinata la pressione in Pa e col...

Страница 50: ...PASCO scientific Model WA 9611 and 9613 SONOMETER DETECTOR WA 9613 DRIVER WA 9613 WA 9611 SONOMETER KEEP WEIGHTS AS NEAR TO FLOOR AS POSSIBLE IN THE EVENT THE SONOMETER WIRE SHOULD BREAK CAUTION 1 75...

Страница 51: ......

Страница 52: ...erface 4 Power Amplifier w Series 6500 Computer Interface 4 Power Amplifier w CI 6550 or CI 6565 Computer Interface 4 Function Generator w Series 6500 Computer Interface 5 Function Generator w CI 6550...

Страница 53: ...will not be covered by the warranty Shipping costs for returning the equipment after repair will be paid by PASCO scientific Copyright Warranty and Equipment Return Please Feel free to duplicate this...

Страница 54: ...on generator or computer compat ible power amplifier will produce The detector coil allows you to view the vibration of the string on your oscilloscope or computer interface With a dual trace oscillos...

Страница 55: ...3 If you hang a mass M from slot one of the lever the tension of the string is equal to Mg where g is the gravitational constant 9 8 m s2 If you hang the mass from slot two the tension equals 2Mg if y...

Страница 56: ...nably well for most frequencies Position the detector midway between the bridges ini tially though for some patterns you may want to repo sition it to best pick up the signal As with the driver coil i...

Страница 57: ...he output amplitude from within the program Connect the BNC plug on the Sonometer Detector Coil to the BNC jack on the CI 6508 Input Adapter Box and the DIN plug on the Adapter Box to channel A of the...

Страница 58: ...ourier Transform or FFT of the standing waves This can be used for an in depth analysis of the harmon ics present in a standing wave analysis of noise or obser vation of multiple simultaneous resonanc...

Страница 59: ...BNC plug on the Sonometer Detector Coil to the BNC adapter that is included with the Driver Detector Coils Connect the banana plugs of a CI 6503 Voltage Sensor to the BNC adapter Connect the DIN plug...

Страница 60: ...the driver Usually it is twice the driver frequency since the driver electromagnet exerts a force on the wire twice during each cycle It is theoretically possible for the wire to form standing waves a...

Страница 61: ...string That the form of the two equations is not ex actly the same is to be expected The motion of the string is considerably different than the motion of a simple rigid body acted on by a single forc...

Страница 62: ...2 in which the linear density of the string is varied by using different strings The ten sion is varied using hanging weights on a lever arm The wavelength is then measured by adjusting the frequency...

Страница 63: ...10 Sonometer 012 03489E Notes...

Страница 64: ...mode Measure this frequency and record it in Table 1 1 Start with the detector as close as you can get it to one of the bridges Watch the oscilloscope as you slide the detector slowly along the strin...

Страница 65: ...ape of the successive resonance waveforms as the frequency is increased How do the wave shapes depend on the length of the string Sketch the resonance waveforms for an arbitrary string length What rel...

Страница 66: ...cord this value in Table 2 1 NOTE To be sure you have found the lowest resonant frequency slide the detector coil the length of the string The wave pattern should have just a single antinode located m...

Страница 67: ...the weight of the hanging mass by one two three four or five depending on which notch of the tensioning lever the mass is hanging from The linear density of the strings are given in the front of this...

Страница 68: ...Tp Then ln V p ln T ln k where p and k are unknown constants Then if lnV is plotted against the independent variable lnT a straight line will be ob tained having a slope p where p is lnV lnT and ln k...

Страница 69: ...estigate the effects of placing the Detector Coil at different places along the wire You can also investigate the effects of plucking strumming and bowing the string By devising a method to measure st...

Страница 70: ...constant This verifies that wavelength 2L n Wavelength v String Length There is a linear relationship between resonant wave length and string length The overtones are all multiples of the fundamental...

Страница 71: ...4222 Experimental constant is 4 2 low This verifies that V 1 2 Velocity v Mass Length Notes on Conclusions As shown in Experiment 1 l 2L n From the Analysis section V sqrt T Since l 2L n substituting...

Страница 72: ...descriptions of individual parts much easier If your problem relates to the instruction manual note Part number and Revision listed by month and year on the front cover Have the manual at hand to disc...

Страница 73: ......

Страница 74: ...tria Moti oscillatori accoppiati Urti impulso con CM Pendolo di torsione inerzia 1 Sonometro 4 22 02 10 26 02 10 Sonometro Pendolo di torsione inerzia 1 Moti oscillatori accoppiati Urti impulso con CM...

Страница 75: ...fis Averoldi Bignotti Gosetti Pendolo di torsione Sonometro 6 fis Balzano Freddi Girardi Trasformazioni termodinamiche Motore termico 7 fis Bianchetti Campagnoni Garuffo Peli Quantit di moto Pendolo...

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