Il minimetro a leva di Hirt è uno strumento di misura utilizzato nelle prove di durezza Rockwell. Come mostrato in figura il minimetro a leva misura la profondità del materiale penetrato attraverso un sistema di leve che permettono la visualizzazione della misura su un metro opportunamente tarato o su un display. Il sistema è costituito da due braccia uno fisso e uno mobile pogiati su un fulcro (triangolare) collegati al materiale che si sottopone alla prova di durezza. L’angolo formato da entrambi i lati è uguale perchè alterno interno (teoremi di geometria). Per calcolare la misura basta impostare la eseguente proporzione:

e : miusura = l : L

Ci sono varie versioni di questo strumento ogniuna delle quali utilizza tecnologie diverse che rendono la misura più precisa. I principi di misurazione rimangono gli stessi.

Obiettivo:illustrare le proprietà magnetiche di una calamita e la disposizione delle linee di forza del campo magnetico da essa generato.

Apparato sperimentale: un magnete a ferro di cavallo; alcuni oggetti ferromagnetici; possibilmente della limatura di ferro ed un contenitore chiuso di plastica trasparente in cui racchiuderla (o in mancanza un foglio di carta su cui appoggiarla).

Conduzione dell’esperienza: il magnete viene avvicinato al tavolo sopra al quale sono posti dei corpi di materiale ferromagnetico, ossia sensibile al campo magnetico e si osserva la loro risposta; per confronto, avvicinandola a materiali non ferromagnetici non accade nulla. Se si avvicina la calamita a della limatura di ferro (separata dal magnete dalle pareti del contenitore di plastica in cui è racchiusa o dal foglio di plastica su cui viene appoggiata), questa si dispone lungo le linee di forza del campo magnetico da essa generato.

• suggerimenti per l’animazione : Avvicinando alla calamita oggetti di metallo sufficientemente leggeri (ad es. delle normali graffette), si può fare in modo che questi si attraggano a vicenda costituendo un “trenino”.

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Derive è un software di tipo Computer Algebra Systems (CAS) di proprietà della Texas Instruments.

Consente di eseguire moltissime operazioni quali calcoli simbolici, numerici, algebrici, analitici e trigonometrici, è in grado di risolvere problemi di calcolo vettoriale e matriciale ed è in grado di tradurre i dati in grafici, esportabili in più formati. Nelle ultime versioni sono state incluse come librerie le funzioni implementate direttamente dagli utenti più esperti: è stato così possibile introdurre il calcolo tensoriale e le equazioni differenziali o particolari funzioni come la F di Gauss. Continua a leggere »

Il termometro di Galileo si basa sulla variazione di densità di alcuni liquidi con la temperatura, e sulla conseguente differente spinta idrostatica che questi ricevono.

L’apparato strumentale è costituito da da un cilindro di vetro contenente un liquido la cui densità aumenta sensibilmente al decrescere della temperatura. All’interno del cilindro sono contenute delle ampolline di vetro contenenti del liquido colorato. Tali ampolline hanno densità medie differenti fra di loro e ad esse sono appese delle targhette su cui viene indicata la temperatura.

Quando il termometro ha raggiunto l’equilibrio termico con l’ambiente esterno, si può leggere la temperatura osservando il numero riportato sulla più bassa fra le ampolline rimaste a galla. Continua a leggere »

La fusione di un metallo avviene ad una determinata temperatura che rimane costante finché tutto il volume di metallo non è passato in fase liquida. Il calore necessario a rompere i legami tridimensionali del metallo è detto calore latente di fusione solo quando tutti i legami sono stati spezzati, e il metallo è tutto in fase liquida, la temperatura riprende a salire.

Quando la temperatura scende al disotto della temperatura di fusione (Tf), il metallo cede calore, e ricostituisce i legami, dando inizio alla solidificazione. Prima della ricristallizzazione si ha la soprafusione, cioè l’abbassamento della temperatura Tf. Durante il raffreddamento si formano degli aggregati di atomi che vengono detti “nuclei” di cristallizzazione. Se questi nuclei si formano spontaneamente si ha una nucleazione omogenea o di primo tipo, mentre in presenza di impurezze si ha una nucleazione eterogenea, di secondo tipo. La solidificazione è regolata da due grandezze: velocità di nucleazione, cioè il numero dei nuclei che si forma nell’ unità di tempo, e velocità di accrescimento dei nuclei stessi. Continua a leggere »

Soffermate l’attenzione sui diversi colori che assumono i CD al variare della loro inclinazione rispetto alla luce del sole. La diffrazione è un fenomeno dovuto alla natura ondulatoria della luce ed i cui effetti diventano importanti quando la luce incontra ostacoli della dimensione della propria lunghezza d’onda. Allora nel punto in cui si osservano i fenomeni arrivano raggi riflessi che hanno fatto percorsi diversi, quindi interferiscono.
I CD su cui facciamo riflettere la luce sono incisi con numerosissimi solchi la cui larghezza è di 1600nm, confrontabile quindi con la lunghezza d’onda della luce che, nel visibil, varia da 380 a 760nm. I CD formano pertanto un reticolo di diffrazione. Se mandiamo perpendicolarmente al CD un fascetto di luce monocromatica (cioè di una certa lunghezza d’onda) la luce riflessa forma su uno schermo macchie luminose dello stesso colore e simmetriche rispetto ad una centrale di intensità maggiore. Fissata la posizione dello schermo, la distanza delle macchie laterali da quella centrale dipende dalla lunghezza d’onda della luce usata (oltre che dalle dimensioni del solco). Se si usa un fascetto di luce bianca le macchie intorno al massimo centrale (bianco) si presentano colorate evidenziando così la presenza di componenti di lunghezza d’onda diversa.
I Cd che sono sospesi alla struttura in mostra sono illuminati da normali lampade (luce bianca) e riflettono pertanto in direzioni leggermente diverse le singole componenti della luce bianca, producendo nell’osservatore la percezione di una varietà di colori.
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