venerdì 20 novembre 2015

TIPI DI CARICA E LEGGE DI COULOMB



 
La videolezione dell'Università Politecnico di Milano introduce l'elettrostatica spiegando i tipi di carica e la legge di Coulomb in modo chiaro e rigoroso. 
La legge di Coulomb dice che la forza di interazione tra due cariche è diretta lungo la congiungente le due cariche, è attrattiva se le cariche hanno lo stesso segno ed è repulsiva se hanno cariche di segno opposto, è direttamente proporzionale  al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. F=k Qq/r²
Il seguente video spiega l'ESPERIMENTO DELLA BILANCIA DI TORSIONE eseguito da Coulomb per ricavare la sua legge.
 

Nel seguente filmato della pssc si mostra una verifica sperimentale della legge di Coulomb

Capacità di un condensatore piano

mercoledì 16 settembre 2015

RELATIVITA' GALILEIANA


Il Principio di relatività Galileiano dice: I sistemi di riferimento INERZIALI sono EQUIVALENTI da un punto di vista dinamico. Questo vuol dire che eseguendo esperimenti di meccanica,  è IMPOSSIBILE mettere in evidenza il moto del proprio sistema . Questo vuol dire le leggi della dinamica ossia i fenomeni meccanici si presentano identici se studiati in due sistemi inerziali diversi. Nel video si rappresenta l'esperimento descritto da Galilei sul "Dialogo sopra i due massimi sitemi" 

BRANO: Riserratevi con qualche amico nella maggiore stanza che sia sotto coverta di
alcun gran navilio, e quivi fate d'aver mosche, farfalle e simili animaletti volanti;
siavi anco un gran vaso d'acqua, e dentrovi de' pescetti; sospendasi
anco in alto qualche secchiello, che a goccia a goccia vadia versando dell'acqua
in un altro vaso di angusta bocca, che sia posto a basso: e stando ferma
la nave, osservate diligentemente come quelli animaletti volanti con pari velocità
vanno verso tutte le parti della stanza; i pesci si vedranno andar notando
indifferentemente per tutti i versi; le stille cadenti entreranno tutte nel vaso
sottoposto; e voi, gettando all'amico alcuna cosa, non più gagliardamente la
dovrete gettare verso quella parte che verso questa, quando le lontananze sieno
eguali; e saltando voi, come si dice, a piè giunti, equali spazii passerete
verso tutte le parti. Osservate che avrete diligentemente tutte queste cose, benché niun
dubbio ci sia che mentre il vassello sta fermo non debbano succeder così, fate
muover la nave con quanta si voglia velocità; ché (pur che il moto sia uniforme
e non fluttuante in qua e in là) voi non riconoscerete una minima mutazione
in tutti li nominati effetti, nè da alcuno di quelli potrete comprender se
la nave cammina o pure sta ferma.
Voi saltando passerete nel tavolato i medesimi spazii che prima, nè,
perché la nave si muova velocissimamente, farete maggior salti verso la poppa
che verso la prua, benché, nel tempo che voi state in aria, il tavolato sottopostovi
scorra verso la parte contraria al vostro salto; e gettando alcuna cosa
al compagno, non con più forza bisognerà tirarla, per arrivarlo, se egli sarà
verso la prua e voi verso la poppa, che se voi fuste situati per l'opposito; le
gocciole cadranno come prima nel vaso inferiore, senza caderne pur una
verso poppa, benché, mentre la gocciola è per aria, la nave scorra molti palmi;
i pesci nella loro acqua non con più fatica noteranno verso la precedente
l’acqua che scende goccia a goccia da un secchiello entra nel collo di una bottiglia;
saltando verso prua o verso poppa a piedi pari con la stessa forza, si supera la stessa distanza.
che verso la sussequente parte del vaso, ma con pari agevolezza verranno al
cibo posto su qualsivoglia luogo dell'orlo del vaso; e finalmente le farfalle e
le mosche continueranno i lor voli indifferentemente verso tutte le parti, né
mai accaderà che si riduchino verso la parete che riguarda la poppa, quasi
che fussero stracche in tener dietro al veloce corso della nave, dalla quale per
lungo tempo, trattenendosi per aria, saranno state separate [...].


PRINCIPIO D'INERZIA SISTEMI INERZIALI E NON INERZIALI - FORZE APPARENTI SISTEMI DI RIFERIMENTO



Perchè un corpo si muove?
Un corpo si muove solo se su di esso agiscono delle forze?
La risposta è NO!

I LEGGE DELLA DINAMICA O PRINCIPIO D'INERZIA: Un corpo permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme se su di non agiscono forze esterne. (ossia la risultante delle forze applicate è nulla)

 
Nel seguente video si mostra un esperimento che si spiega con la prima legge della dinamica:


L'INERZIA è la proprietà intrinseca dei corpi a mantenere il proprio stato di moto.(nel muovere un corpo fermo, nel cambiare la sua velocità o nel cambiare la sua direzione di moto)
Il seguente video spiega cos'è l'inerzia:

Il modo migliore per capire il primo principio è osservare quello che avviene nello spazio in assenza di gravità . Segue scena tratta dal film Gravity :

 
   
ESEMPIO: un razzo spaziale riceve una spinta dai suoi motori per uscire dalla gravità terrestre e raggiungere una determinata velocità.Dopo sgancia i razzi e continua a muoversi di moto rettilineo uniforme senza bisogno di "carburante".
 
Un sistema di riferimento si dice inerziale se rispetto ad esso valgono le leggi della dinamica. 
In caso contrario il sistema è detto NON INERZIALE. 

I sistemi di riferimento inerziali si muovono di moto RETTILINEO UNIFORME uno rispetto all'altro. 

I sistemi NON inerziali sono ACCELERATI ( accelerano, decelerano o percorrono traiettorie curvilinee)

Un esempio di sistema inerziale  il treno o l'aereo quando si muove di moto rettilineo uniforme. Infatti in queste situazioni vale il PRINCIPIO D'INERZIA (un corpo fermo continua a rimanere fermo). In un fase di frenata o nella partenza non sono inerziali. Infatti i corpi fermi iniziano a muoversi senza che ad essi siano applicate delle forze. 

La TERRA è con buona approssimazione un sistema inerziale per gli esperimenti eseguiti in laboratorio anche se presenta delle forze apparenti dovute alla rotazione intorno al proprio asse e intorno al Sole (Forza di Coriolis)

L'osservatore del sistema non inerziale misura delle forze dette FORZE APPARENTI. Sono dette così perchè non sono reali e l'osservatore non inerziale le introduce per giustificare il cambio di stato dei corpi.
Sono forze apparenti la FORZA D'INERZIA e la FORZA CENTRIFUGA. 



domenica 13 settembre 2015

FENOMENI MAGNETICI: MAGNETISMO TERRESTRE E APPLICAZIONI


Il seguente video (VIAGGIO NELLA SCIENZA di Pieoro Angela ITA) introduce i fenomeni magnetici naturali: il magnetismo terrestre, aurore boreali, inversioni dei poli magnetici. Spiega come gli animali sfruttano il magnetismo terrestre per orientarsi.
Nella seconda parte parla delle applicazioni tecnologiche del magnetismo partendo dall'esperimento di Oersted per passare agli esperimenti di Faraday, per arrivare all'uso del campo magnetico per produrre il plasma indispensabile per produrre la fusione nucleare.

The fundamentals of space-time: Part 1 - Andrew Pontzen and Tom Whyntie

mercoledì 7 gennaio 2015

IL MOTO CIRCOLARE UNIFORME

Un corpo possiede un moto circolare se la sua traiettoria è una circonferenza.
La velocità del moto è il rapporto tra la lunghezza dell'arco di circonferenza percorsa e il tempo impiegato. La velocità è un vettore avente la direzione tangente alla traiettoria circolare ed è quindi perpendicolare al raggio. Per questo è detta anche velocità tangenziale.

Il moto si dice circolare uniforme se la velocità è costante: vengono percorsi spazi uguali in tempi uguali.
Si chiama periodo T il tempo impiegato per compiere un giro completo. Si chiama frequenza il numero di giri in un secondo e si misura in Hertz [Hz] :


Risulta: f=1/T
Per calcolare la velocità possiamo dividere la lunghezza della circonferenza per il tempo impiegata per percorrerla: 

Consideriamo l'angolo descritto dal raggio vettore nell'intervallo di tempo. Gli angoli si intendono misurati in radianti. Si chiama velocità angolare il rapporto tra l'angolo in radianti descritto e il tempo impiegato:
La velocità angolare si misura in radianti al secondo [rad/s]
In particolare possiamo considerare l'angolo giro e il tempo impiegato per descrivere l'angolo giro che è il periodo T.
In questo modo si trova una relazione tra la velocità tangenziale e la velocità angolare:
 La velocità angolare è la stessa per tutti i punti di un disco mentre la velocità tangenziale cambia ed è proporzionale alla distanza dal cento di rotazione.

Il moto circolare è un moto accelerato perchè c'è una variazione in direzione del vettore velocità. L'accelerazione si dice centripeta perchè diretta verso il centro: