Argentina · Quaderno di laboratorio

Determinar el espesor y el gramaje de una hoja de papel

Propuesta 1 Tarea Determinar el espesor y el gramaje de una hoja de papel. Elementos disponibles

50 hojas de papel iguales.
Balanza.
Regla. Procedimiento En base a los elementos disponibles, proponga e implemente un método para determinar el espesor y el gramaje de una hoja de papel. EJERCICIOS

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Experimental Data Analysis, Order-of-Magnitude Estimation, Error Propagation Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determinare lo spessore e la grammatica di un foglio di carta

Proposta 1 Tese Determinare lo spessore e la grammatica di una foglia di carta. Elementi disponibili

50 fogli di carta uguali.
Sbalza.
Regola. Procedura Sulla base degli elementi disponibili, proporre e attuare un metodo per determinare lo spessore e il grasso di un foglio di carta. Esercizi

Determining the thickness and grassiness of a sheet of paper

Proposal 1 The task Determine the thickness and grassiness of a sheet of paper. Available items

50 sheets of the same paper.
Weigh it.
It’s a rule. The procedure Based on the available evidence, propose and implement a method for determine the thickness and grassiness of a sheet of paper. Exercises

Determinar la densidad y la densidad aparente de la lenteja

Propuesta 2 Tarea Determinar la densidad y la densidad aparente de la lenteja. Elementos disponibles

Lentejas.
Balanza.
Recipiente de volumen conocido.
Recipiente graduado. Procedimiento Enrace, con un número conocido de lentejas (N), el recipiente de volumen conocido (Va) y determine la masa de lentejas (m). Coloque en el recipiente graduado una cantidad de agua y vuelque las lentejas en el mismo. Asegúrese que todas las lentejas queden sumergidas y determine el volumen de las mis- mas (V). Repita el procedimiento al menos 50 veces. A partir de las mediciones realizadas, determine: -la densidad aparente de la lenteja (ρa = m / Va).

9 -la densidad de la lenteja (ρ = m / V ). -la masa de una lenteja. -el volumen de una lenteja. Confeccione un histograma con los valores de N obtenidos.

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Experimental Data Analysis, Statistical Averaging, Error Propagation Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determare la densità e la densità apparente della lente

Proposta 2 Tese Determinare la densità e la densità apparente della lente. Elementi disponibili

Lenticchie.
Sbalza.
Conosciuto volume.
Ricevitore di laurea. Procedura Inrace, con un numero noto di lenticchie (N), contenitore di volume Il numero di lenticchie è stato determinato in base alla massa di lenticchie (m). Metti nel recipiente gradito una quantità di acqua e rivolgete le lenticchie in esso. Assicurati
che tutte le lenti siano immerse e che il volume dei mis- più (V). Ripeti la procedura almeno 50 volte. Sulla base delle misure effettuate, determinare:
la densità apparente della lente (ρa = m / Va).

la densità della lente (ρ = m / V).
la massa di una lente.
il volume di una lente. Configuri un istogramma con i valori di N ottenuti.

Determine the density and the apparent density of the lentil

Proposal 2 Task Determine the density and the apparent density of the lentil. Available elements

Lentils.
Balance.
Container of known volume.
Graduated container. Procedure Level, with a known number of lentils (N), the container of known volume (Va) and determine the mass of lentils (m). Place an amount of water in the graduated container and pour the lentils into it. Make sure that all the lentils are submerged and determine their volume (V). Repeat the procedure at least 50 times. From the measurements made, determine: -the apparent density of the lentil (ρa = m / Va).

9 -the density of the lentil (ρ = m / V ). -the mass of one lentil. -the volume of one lentil. Prepare a histogram with the values of N obtained.

Determinar la densidad de un cuerpo y su material

Propuesta 3 Tarea Determinar la densidad de un cuerpo y su material. Elementos disponibles

Cuerpos de geometría simple.
Regla.
Balanza.
Recipiente graduado. Procedimiento En base a los elementos disponibles, proponga e implemente un método para determinar la densidad de los cuerpos. En base a los resultados obtenidos,

10 determine el material de los mismos.

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Experimental Data Analysis, Error Propagation Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determinare la densità di un corpo e del suo materiale

Proposta 3 Tese Determinare la densità di un corpo e il suo materiale. Elementi disponibili

Corpi di geometria semplice.
Regola.
Sbalza.
Ricevitore di laurea. Procedura Sulla base degli elementi disponibili, proporre e attuare un metodo per determinare la densità dei corpi. Sulla base dei risultati ottenuti,

10 determinare il materiale di tali materiali.

Determine the density of a body and its material

Proposal 3 The task Determine the density of a body and its material. Available items

Simple geometrical bodies.
It’s a rule.
Weigh it.
Graduate receiver. The procedure Based on the available evidence, propose and implement a method for Determine the density of the bodies. Based on the results obtained,

10 determine the material of the same.

Construir un densimetro

Propuesta 4 Tarea Construir un densímetro. Elementos disponibles

Los que tenga a mano.
Alcohol.
Agua. Procedimiento Un densímetro es un instrumento de medición que sirve para determinar la densidad relativa de los líqui- dos sin necesidad de calcular antes su masa y volu- men. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical.

11 Fabrique un densímetro para medir densidad de líquidos entre la densidad del agua (1 g m-3) y del alcohol etílico (0.7 g m-3).

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Experimental Data Analysis, Hydrostatic Equilibrium Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.1

Construire un densimetro

Proposta 4 Tese Costruire un densimetro. Elementi disponibili

Quelli che ho in mano.
Alcol.
L’acqua. Procedura Un densimetro è un strumento di misura che La densità relativa dei liquidi è determinata da un determinante. La massa e il volume dei prodotti non sono calcolati prima.
Si’, signore. Normalmente è di vetro e consiste in un cilindro vuoto con un bulbo pesante alla fine per che può fluttuare in posizione verticale.

11 Fate un densimetro per misurare la densità di liquidi tra la densità di acqua (1 g m-3) e di alcol etilico (0,7 g m-3).

Constructing a density meter

Proposal 4 The task Build a density meter. Available items

The ones I have on hand.
Alcohol, you know.
It’s water. The procedure A densimeter is a measuring instrument that It is used to determine the relative density of liquids. The two are not necessarily calculated in advance.
What? It is normally made of glass and consists of a hollow cylinder with a heavy bulb at the end to which can float in a vertical position.

11 Make a densimeter to measure fluid density between densities water (1 g m-3) and ethyl alcohol (0.7 g m-3).

El vuelo de una hoja de papel

Propuesta 5 El vuelo de una hoja de papel La fuerza de resistencia (F) que sufre un cuerpo al moverse con velocidad (v) en el seno de un fluido (por ejemplo aire) está dirigida naturalmente en sen- tido contrario al movimiento y depende de la velocidad del cuerpo. Un mode- lo para esta dependencia es, F = c vγ donde c y γ son constantes que dependen de la forma del cuerpo y de la na- turaleza del fluido. Tarea Proponer e implementar un método para determinar los valores de c y γ para la caída de hojas de papel en el aire.

12 Elementos disponibles

Hojas (A4)
Cronómetro
Regla
Cinta métrica Sugerencia Para lograr que la actitud de caída sea constante, proceda de la siguiente manera:
Doble la hoja de manera que se marque las di- agonales y las medianas (forma de cruz) de la hoja (ver figura). Mediante estas marcas trate de dar a la hoja una forma ligeramente no plana y con punta, de manera de poder suponer que el área efectiva sigue siendo la de la hoja.
Deje caer las hojas con la “punta” hacia abajo y determine la velocidad terminal a la que cae en aire quieto. Para cambiar la masa de “la hoja que cae”, realice mediciones con hojas apiladas.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Experimental Data Analysis, Curve Fitting, Graph Linearization Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.1

Il volo di un foglio di carta

Proposta 5 Il volo di un foglio di carta La forza di resistenza (F) che un corpo subisce quando si muove con velocità (v) all’interno di un fluido (per esempio aria) è diretta naturalmente in senso contrario al movimento e dipende dalla velocità del corpo. Un modello per questa dipendenza è, F = c vγ dove c e γ sono costanti che dipendono dalla forma del corpo e dalla natura del fluido. Compito Proporre e implementare un metodo per determinare i valori di c e γ per la caduta di fogli di carta nell’aria.

12 Elementi disponibili

Fogli (A4)
Cronometro
Righello
Metro a nastro Suggerimento Per ottenere che l’assetto di caduta sia costante, procedere nel modo seguente:
Piegare il foglio in modo che si marcino le diagonali e le mediane (forma di croce) del foglio (vedi figura). Mediante queste marche cercare di dare al foglio una forma leggermente non piana e con punta, in modo da poter supporre che l’area effettiva rimanga quella del foglio.
Lasciar cadere i fogli con la “punta” verso il basso e determinare la velocità terminale alla quale cade in aria ferma. Per cambiare la massa del “foglio che cade”, effettuare misurazioni con fogli sovrapposti.

The flight of a sheet of paper

Proposal 5 The flight of a sheet of paper The force of resistance (F) a body suffers when moving at speed (v) In the body of a fluid (e.g. air) it is naturally directed to the It is the opposite of motion and depends on the speed of the body. A fashion- The thing about this dependency is, F = c vγ where c and γ are constants that depend on the shape of the body and the the turbidity of the fluid. The task Propose and implement a method for determining the values of c and γ for The falling of paper in the air.

12 Available items

Sheets (A4)
The time-meter
The rule .
The tape measure Suggestion To make the falling attitude consistent, proceed to the following: method:
Fold the sheet so that the di- The agonal and median (cross-shaped) sides of the the sheet (see figure). By means of these marks try to Give the leaf a slightly flat shape and with point, so that we can assume that the area The effective is still the leaf.
Drop the leaves with the tip down and determine the terminal speed at which it falls in It’s a quiet air. To change the mass of the leaf that fall, make measurements with stacked leaves.

Determinar el coeficiente de dilatacion volumetrica absoluta de un liquido

Propuesta 6 Tarea Determinar el coeficiente de dilatación volumétrica absoluta de un líquido. Elementos diponibles

Recipientes de vidrio.
Aparato calefactor.
Aceite de cocina.
Hielo.
Marcador indeleble.
Regla Procedimiento Utilizando los elementos disponibles, determine el coeficiente de dilatación volumétrica absoluta del aceite de cocina con la temperatura.

Realice un análisis teórico de la situación problemática
Implemente un método para determinar el coeficiente de dilatación volumétrica del líquido.

14 Nota: Suponga conocido el coeficiente de dilatación volumétrica con la tem- peratura del vidrio de los recipientes utilizados (= 10-5 °C-1). Recomendaciones Si realiza calentamiento a baño María, recuerde que el fondo del recipiente que está calentando no debe tocar al recipiente que recibe la llama directa- mente. Desafío Piense como se podría implementar un método para el agua.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis, Curve Fitting, Error Propagation Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determinare il coefficiente di dilatazione volumetrica assoluta di un liquido

Proposta 6 Tese Determinare il coefficiente di dilatazione volumetrica assoluta di un liquido. Elementi scaricabili

Cose di vetro.
Il riscaldamento.
Olio da cucina. -Gli ice.
Un marcatore indelebile.
Regola Procedura Sfruttando i dati disponibili, determinare il coefficiente di dilatazione volume assoluto dell’olio di cucina a temperatura.

Fa un’analisi teorica della situazione problematica
Implementare un metodo per determinare il coefficiente di dilatazione volumetrica del liquido.

14 Nota: Supponiamo che il coefficiente di dilatazione volumetrica con la tem- peratura del vetro dei recipienti utilizzati (= 10-5 °C-1). Raccomandazioni Se si effettua il riscaldamento in bagno Maria, ricordate che il fondo del recipiente che sta riscaldando non deve toccare il recipiente che riceve la fiamma diretta-

Mi sta mentendo. Sfida Pensate a come si potrebbe implementare un metodo per l’acqua.

Determining the absolute volumetric expansion coefficient of a liquid

Proposal 6 Task Determine the absolute volumetric expansion coefficient of a liquid. Available elements

Glass containers.
Heating apparatus.
Cooking oil.
Ice.
Indelible marker.
Ruler Procedure Using the available elements, determine the absolute volumetric expansion coefficient of cooking oil with temperature.

Carry out a theoretical analysis of the problem situation
Implement a method to determine the volumetric expansion coefficient of the liquid.

14 Note: Assume the volumetric expansion coefficient with temperature of the glass of the containers used is known (= 10-5 °C-1). Recommendations If you heat in a water bath, remember that the bottom of the container you are heating must not touch the container that receives the flame directly. Challenge Think about how a method could be implemented for water.

Determinar el calor latente de fusion del hielo

Propuesta 7 Tarea Determinar el calor latente de fusión del hielo. Elementos diponibles

Agua líquida (toda la necesaria).
Hielo (a temperatura menor que 0°C, todo el necesario).

Aparato para calentar agua.
Recipientes (todos los necesarios)
Recipiente graduado para medir volúmenes (calibrado a temperatura ambiente) Procedimiento Utilizando los elementos listados implemente un método para determinar el calor latente de fusión del hielo. Recomendaciones Suponga que está utilizando agua destilada.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis, Conservation of Energy, Error Propagation Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Calorimeter Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determare il calore latente di fusione del ghiaccio

Proposta 7 Tese Determinare il calore latente della fusione del ghiaccio. Elementi scaricabili

Acqua liquida (qualcosa necessario).
ghiaccio (a temperatura inferiore a 0°C, tutto il necessario).

Un apparecchio per riscaldare l’acqua.
Coglienti (qualcuno necessario)
Calcolo di volume (calibrato a temperatura) ambiente) Procedura L’applicazione di un metodo per determinare il calore latente della fusione del ghiaccio. Raccomandazioni Supponiamo che usi acqua distillata.

Determining the latent heat of fusion of ice

Proposal 7 Task Determine the latent heat of fusion of ice. Available elements

Liquid water (as much as needed).
Ice (at a temperature below 0°C, as much as needed).

Apparatus for heating water.
Containers (as many as needed)
Graduated container for measuring volumes (calibrated at room temperature) Procedure Using the listed elements, implement a method to determine the latent heat of fusion of ice. Recommendations Assume that you are using distilled water.

Determinacion del indice de refraccion de liquidos

Propuesta 8 Tarea Determinar del índice de refracción de líquidos. Elementos disponibles

Recipiente

Transportador
Regla
Alfileres
Telgopor
Hojas blancas
Aceite
Agua Procedimiento Utilizando los alfileres como objetos, diseñe e implemente experimentos para determinar el índice de refracción del agua y del aceite

Topic: Geometric Optics Metodi: Experimental Data Analysis, Snell’s Law, Ray Tracing Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determinare l’indice di refraczione dei liquidi

Proposta 8 Tese Determinare l’indice di refraczione dei liquidi. Elementi disponibili

Ricevente

Trasportatore
Regola
Fabbricazioni di fiocco
Telgopor
Foglie bianche
L’olio
L’acqua Procedura Utilizzando gli stivali come oggetti, progetta e implementa esperimenti per determinare l’indice di refraczione dell’acqua e dell’olio

The following is the list of the parameters of the measurement of the liquid refractive index:

Proposal for a Council Regulation The task Determine the refractive index of liquids. Available items

The receiver

The transporter .
The rule .
The pins
Telgopor
White leaves
Oil
Water The procedure Using pins as objects, design and implement experiments to determining the refractive index of water and oil

Construir un electroscopio

Propuesta 9 Tarea Construir un electroscopio. Elementos disponibles

Los que tenga a mano.

17 Procedimiento El electroscopio es un instrumento que se utiliza para determinar si un cuerpo está cargado y el signo de la carga que tiene. El electroscopio consiste de una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro o de aluminio muy del- gadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto cargado a la es- fera, se induce carga en la varilla y en las láminas. Como las láminas tienen carga de igual signo se repelen, separán- dose, siendo su separación una medida de la cantidad de carga. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el ob- jeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal. Si el objeto cargado toca la esfera, parte de la carga se transfiere al electros- copio y el mismo queda cargado. Si se conoce el signo de la carga transferida,

18 puede determinarse el signo de carga eléctrica de otro objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el ob- jeto y el electroscopio tienen carga con signos opuestos.

Fabrique un electroscopio y utilice el mismo para determinar dos objetos que se carguen, por efecto triboeléctrico (por frotación), con cargas de signo opuesto.

Topic: Electrostatics Metodi: Experimental Data Analysis, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Construire un elettroscopo

Proposta 9 Tese Costruire un elettroscopo. Elementi disponibili

Quelli che ho in mano.

17 Procedura L’elettroscopo è un strumento che si utilizza per determinare se un corpo è carico e il segno del carico che ha. L’elettroscopo è costituito da un bastone metallo verticale che ha una sfera nella parte superiore e all’estremità opposta due di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro, di ferro o di ferro o di ferro, di ferro, di ferro, di ferro o di ferro, di ferro, di ferro o di ferro, di ferro, di Gatti. La bacchetta è sostenuta nella parte di una superficie superiore a una scatola di vetro trasparente con una struttura di rame in contatto con terra. Appostando un oggetto carico alla… La ferrata, induce carico sul bastone e sulle foglie. Poiché le foglie hanno uguale carico, si rivolgono, si separano. La dose, la sua separazione è una misura della quantità di carico. La forza di la repulsione elettrostatica si bilancia con il peso delle foglie. Se si allontana l’ob- Gettando la sfera, le lastre, perdendo la polarizzazione, tornano in posizione.

Normalmente. Se l’oggetto caricato tocca la sfera, parte della carica viene trasferita all’elettronica. copio e lo stesso viene caricato. Se si conosce il segno del carico trasferito,

18 il segno di carico elettrico di un altro oggetto può essere determinato avvicinandolo

Sulla sfera. Se le laminate si separano significa che l’oggetto è caricato con lo stesso tipo di carica che ha l’elettroscopo. Altrimenti, se si riuniscono, l’ob- Il jet e l’elettroscopo hanno un carico con segni opposti.
Fate un elettroscopo e usate lo stesso per determinare due oggetti che carichi, per effetto triboelettrico (per frottatura), con carichi di segno Opposto.

Topic: Electrostatics Metodi: Experimental Data Analysis, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Building an electroscope

Proposal 9 The task Build an electroscope. Available items

The ones I have on hand.

17 The procedure The electroscope is an instrument that is used to It is used to determine whether a body is loaded and the sign of the load it carries. The electroscope consists of a rod vertical metal that has a sphere on the the upper and opposite ends two Plates of gold or of aluminium of a width of <== 600 mm, The cats. The rod is held in the part Other, of a kind used for the manufacture of glassware with a copper frame in contact with the earth. When you bring a loaded object closer to the es- The weight of the rod and the weight of the rod is Sheets of paper. Since the sheets have the same load, they repel, they separate… The amount of the load is measured by the dose, and the separation is a measure of the load quantity. The force of The electrostatic repulsion is balanced by the weight of the leaves. If the object is removed, The sphere jet, the sheets, when they lose polarization, return to their position. It’s normal. If the charged object touches the sphere, some of the charge is transferred to the electron. I copy and it’s loaded. If the sign of the transferred load is known,

18 The electrical charge sign of another object can be determined by approximating it. into the sphere. If the laminates separate, it means that the object is loaded with The same kind of charge as the electroscope. Otherwise, if they are combined, the jet and electroscope have charge with opposite signals.

Make an electroscope and use it to determine two objects that are They are loaded by triboelectric effect (frotted) with sign loads The opposite.

Topic: Electrostatics Metodi: Experimental Data Analysis, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Fabricar una balanza usando una palanca de primer orden

Propuesta 10 Tarea Fabricar una balanza usando una palanca de primer orden. Elementos disponibles

Varilla rígida (según rango de uso).
Peso conocido (según rango de uso).
Hilo.
Recipientes contenedores.
Regla o cinta métrica.

Punto de apoyo (según rango de uso).

Topic: Rigid Body Statics Metodi: Experimental Data Analysis, Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Lever, Rod Fonte: Testo (PDF) — p.1

Fabricare una bilancia utilizzando una leva di primo ordine

Proposta 10 Tese Fabbricare una bilancia usando una leva di primo grado. Elementi disponibili

Stringhe rigide (secondo il range di utilizzo).
Peso noto (secondo il range di utilizzo).
Il filo.
Container ricevitori.
Regola o nastro metrico.

Punto di supporto (secondo il range di utilizzo).

Making a scale using a first-order lever

Proposal 10 The task Make a scale using a first-rate lever. Available items

Strict rod (depending on the range of use).
Weight known (depending on range of use).
I’m going to get it.
Container receivers.
Rule or tape measure.

Support point (depending on range of use).

Determinar la constante elastica de una bandita elastica

Propuesta 11 Tarea Determinar la constante elástica de una bandita elástica a temperatura am- biente. Fabricar una balanza. Elementos disponibles

Bandita elástica.
Pesas calibradas.
Regla.

Topic: Elasticity & Materials Metodi: Experimental Data Analysis, Hooke’s Law, Graph Linearization Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Spring Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determare la costante elastica di un bandito elastico

Proposta 11 Tese Determinare la costante di un bandito a temperatura am-

Bene, bene. Fabbricare una bilancia. Elementi disponibili
La bandita all’elastico.
Pese calibrate.
Regola.

Determining the spring constant of a rubber band

Proposal 11 Task Determine the spring constant of a rubber band at room temperature. Build a balance. Available items

Rubber band.
Calibrated weights.
Ruler.

Coeficiente de rozamiento estatico y densidad

Situación 1 Para cada tarea realizar un informe breve que conste de lo siguientes puntos: a) Objetivo b) Descripción del método de medición (esquema). c) Valores medidos (tablas, gráficos, etc.). d) Resultado. Consigna 1 Determine el coeficiente de rozamiento estático entre una regla y una goma. Consigna 2 Determine la densidad de una hoja de papel (utilizar hojas de papel de masa por metro cuadrado conocida, por ejemplo 70 gr/m2). SITUACIONES PROBLEMÁTICAS

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Experimental Data Analysis, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.1

Cefficiente di rottura statica e densità

Situazione 1 Per ciascun compito si deve compiere una breve relazione che contiene i seguenti punti: a) Obiettivo b) Descrizione del metodo di misurazione (schema). c) Valori misurati (tabelle, grafici, ecc.). d) Risultato. Consigna 1 Determina il coefficiente di ruggine statico tra una regola e una gomma. Consigna 2 Determina la densità di un foglio di carta (utilizzare fogli di carta) di massa per metro quadrato conosciuto, ad esempio 70 gr/m2). SITUATIONS PROBLEMATIche

Static friction coefficient and density

Situation 1 For each task, prepare a brief report containing the following points: (a) Objective (b) Description of the measurement method (scheme). (c) Measured values (tables, charts, etc.). (d) Result Consigna 1 Determine the static friction coefficient between a rule and a It’s rubber. Consignment 2 Determine the density of a sheet of paper (use sheets of paper) of mass per square metre known, e.g. 70 gr/m2). Problematic situations

Construccion de un termometro de gas

Situación 2 Construcción de un termómetro de gas Objetivo Construir un termómetro de gas utilizando elementos de fácil acceso. Breve descripción Un termómetro de gas utiliza como sustancia termométrica un gas. El princi- pio de funcionamiento radica en que si una determinada cantidad de gas encerrada en un recinto de volumen V1, a una presión P1 y a una tempera- tura T1, se pone en contacto con un cuerpo a una temperatura T2, con el cual alcanza el equilibrio térmico, experimenta un cambio de presión y volumen (P2 y V2) (ver figura). Suponiendo que se trata de un gas ideal, el cambio de presión, volumen y temperatura cumplirá con la ecuación de estado de los gases ideales: P V = n R T donde P es la presión del gas, n el numero de moles de gas, V el volumen que ocupa y T la temperatura a la que se encuentra. Así, para un número de moles constante de gas ideal, se cumple la relación

23 entre las variables termodinámicas correspondientes al estado (1) y al esta- do (2): Para el caso de la figura se cumplirá que: Donde Patm es la presión atmosférica (1,013 105 Pa), ρ es la densidad del agua (1,0 g cm-3), g es la aceleración de la gravedad (9,80 m s-2), A es la sección transversal del tubito, h1 y h2 con los niveles de agua en cada estado. Con las consideraciones anteriores, se puede arribar a la siguiente aproxi- mación: Consigna 1 Realizar la construcción de un dispositivo similar al de la figura. Es importante lograr que el sistema no tenga “pérdidas” (utilizando cera, plas-

24 tilina, etc.); esto es, que no cambie la cantidad de gas encerrado en el recinto. Elementos que pueden resultar de utilidad • Un recipiente con tapa (frasco estéril para análisis) • Un sorbete o tubito fino • Plastilina (paquete chico) • Vela de cera (candela) y fósforosV ¡solo bajo supervisión del pro- fesor! • Agua • Calentador de AguaV ¡solo bajo supervisión del profesor! • Agua con hielo • Termómetro áulico • Regla • Cinta adhesiva de papel (fina) • Lapicera (puede ser de tinta indeleble) Consigna 2 Realizar la calibración del dispositivo para que funcione como termómetro entre 0°C y 40°C. Esta calibración se puede realizar con un punto fijo o con dos valores de temperatura conocidos.

25 Consigna 3 Determinar la temperatura ambiente con el termómetro construido y com- pararla con el valor que indica el termómetro áulico.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis, Ideal Gas Law, Hydrostatic Equilibrium Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Gas, Manometer, Container Fonte: Testo (PDF) — p.1

Construzione di un termometro a gas

Situazione 2 Costruzione di termometro a gas Obiettivo Costruire un termometro a gas utilizzando elementi facilmente accessibili. Breve descrizione Un termometro a gas usa come sostanza termometrica un gas. Il Principe La funzione di un’unità di gas è che se una determinata quantità di gas è Conclusa in un recinto di volume V1, a una pressione P1 e a un temperatore Torra T1, viene messa in contatto con un corpo a una temperatura T2, con cui raggiunge l’equilibrio termico, subisce un cambiamento di pressione e volume (P2 e V2) (vedi figura). Supponendo che si tratti di un gas ideale, la variazione di pressione, volume e la temperatura soddisfa l’equazione di stato dei gas ideali: P V = n R T dove P è la pressione del gas, n il numero di molli di gas, V il volume che occupi e T la temperatura a cui si trova. Quindi, per un numero di molli di gas costante ideale, si ottengono i rapporti

23 tra le variabili termodinamiche corrispondenti allo stato (1) e allo stato do (2): Per il caso della figura si risponde che: Dove Patm è la pressione atmosferica (1,013 105 Pa), ρ è la densità dell’acqua (1,0 g cm-3), g è l’accelerazione della gravità (9,80 m s-2), A è la sezione il tubo, h1 e h2 con i livelli di acqua in ogni stato. Le conclusioni sono state state state:

il numero di persone Consigna 1 Realizzare la costruzione di un dispositivo simile a quello riportato nella figura. È importante che il sistema non abbia perdite (usando cera, plastica,

24 il gas, ecc.); cioè non modificare la quantità di gas in clandestinità. Elementi che possono risultare utili • Un recipiente con copertura (frasco sterile per analisi) • Una sorbetta o un tubo fino • Plastilina (pacco piccolo) • Candela di cera e fosforoV solo sotto la supervisione del procuratore

Fessore! • Acqua • Scaldabagno di acquaV solo sotto la supervisione del professore! • Acqua con ghiaccio • termometro aulico • regola • Fascia adesiva di carta (fina) • Lapicera (può essere di inchiostro indelebile) Consigna 2 Per effettuare il calibrazione del dispositivo per funzionare come termometro tra 0°C e 40°C. Questa calibrazione può essere effettuata con un punto fisso o con due valori di temperatura noti.

25 Consigna 3 Determinazione della temperatura ambiente con il termometro costruito e con il fermarla con il valore indicato dal termometro aulico.

Construction of a gas thermometer

Situation 2 Construction of a gas thermometer Objective Construct a gas thermometer using easily accessible elements. Brief description A gas thermometer uses a gas as the thermometric substance. The operating principle lies in the fact that if a certain amount of gas enclosed in a chamber of volume V1, at a pressure P1 and at a temperature T1, is put in contact with a body at a temperature T2, with which it reaches thermal equilibrium, it undergoes a change in pressure and volume (P2 and V2) (see figure). Assuming that it is an ideal gas, the change in pressure, volume and temperature will comply with the ideal gas equation of state: P V = n R T where P is the pressure of the gas, n the number of moles of gas, V the volume it occupies and T the temperature at which it is found. Thus, for a constant number of moles of ideal gas, the relation is satisfied

23 between the thermodynamic variables corresponding to state (1) and state (2): For the case in the figure, the following will hold: Where Patm is the atmospheric pressure (1.013 105 Pa), ρ is the density of water (1.0 g cm-3), g is the acceleration due to gravity (9.80 m s-2), A is the cross-sectional area of the small tube, h1 and h2 are the water levels in each state. With the above considerations, the following approximation can be reached: Task 1 Build a device similar to the one in the figure. It is important to ensure that the system has no “leaks” (using wax, plas-

24 ticine, etc.); that is, that the amount of gas enclosed in the chamber does not change. Items that may be useful • A container with a lid (sterile jar for analysis) • A straw or thin tube • Plasticine (small package) • Wax candle (candle) and matchesV only under the teacher’s supervision! • Water • Water heaterV only under the teacher’s supervision! • Water with ice • Classroom thermometer • Ruler • Paper tape (thin) • Pen (may be indelible ink) Task 2 Calibrate the device so that it works as a thermometer between 0°C and 40°C. This calibration can be done with one fixed point or with two known temperature values.

25 Task 3 Determine the ambient temperature with the constructed thermometer and compare it with the value indicated by the classroom thermometer.

Electroiman, brujula y ley 1/x3 de un dipolo magnetico

Situación 3 Objetivos

Construir un electroimán.
Construir una brújula.
Verificar si el comportamiento del módulo del campo de inducción magnética producido por un dipolo magnético sobre el eje del mismo, responde a una ley del tipo 1/x3. Breve descripción Un electroimán es un dispositivo mediante el cual se obtiene un campo de inducción magnética B. Una configuración usual consiste en un clavo de hie- rro (o algún otro material ferromagnético) sobre el cual se ha bobinado algún número de vueltas de alambre de cobre (ver figura 1). Cuando la bobina se conecta a una fuente de tensión, la corriente eléctrica que circula por ella produce un campo de inducción magnética. El campo B que se consigue mediante un electroimán depende de la configuración geo- métrica utilizada; en el caso del descripto arriba (clavo y bobina) es similar al de un dipolo magnético.

27 Figura 1 El módulo del campo de inducción magnética, B, producido por un dipolo mag- nético de módulo Pm a lo largo de la dirección de eje del dipolo y a una dis- tancia x, está dado por: La dirección del vector campo de inducción magnética en este caso es la del eje x. Una brújula es un instrumento mediante el cual se puede determinar la di- rección norte-sur (N-S) sobre la superficie terrestre; en general, se puede usar para determinar la dirección, en un punto determinado, de un campo de in- ducción magnética cualquiera. Consiste de una aguja imantada que puede

28 girar libremente, por lo que se orienta en la dirección del campo de inducción magnética. Figura 2 Consigna 1 a) Realizar la construcción de un electroimán similar al de la figura 1, con una bobina de al menos 30 vueltas de alambre. b) ¡Verificar su funcionamiento! Describir el procedimiento utilizado. Elementos que pueden resultar de utilidad

Un clavo de unos 5cm de largo.
Alambre fino de cobre (hilos de cables de electricidad, alambre es- maltado de bobinas, etc.), aproximadamente 1m.
Cinta adhesiva de papel.
Cables conductores para conexiones eléctricas.
Pila de 1,5 V (en lo posible tipo A y nueva).

29 Nota: Es importante que las vueltas de alambre que se bobinan no se corto- circuiten entre sí ni con el clavo. Para esto, en caso de no usar alam- bre esmaltado, se recomienda cubrir el clavo con un aislante (cinta de papel o papel) y cuidar de que las vueltas de alambre estén y perma- nezcan separadas entre sí. Consigna 2 a) Realizar la construcción de una brújula similar a la de la figura 2. b) ¡Verificar su funcionamiento! Describir el procedimiento utilizado. Elementos que pueden resultar de utilidad

Una tapa o recipiente de poca profundidad y no metálico (por ejem- plo, tapa de frasco estéril para análisis).
Un alfiler magnetizado.
Un trocito de papel
Agua. Notas: Magnetice el alfiler utilizando el electroimán. Para esta tarea debe apo- yar la cabeza del alfiler sobre la cabeza del clavo/núcleo del elec- troimán (con este último en funcionamiento).

30 Es importante que la aguja pueda rotar libremente; para esto, utilice un trocito de papel para asentarla, el mismo flotará sobre una superficie de agua. Ni la aguja ni el barquito (papelito) deben tocar el borde de la cubeta. Consigna 3

Verificar que el módulo del campo de inducción magnética B a lo lar- go del eje del electroimán varía con la distancia como el de un dipolo magnético, esto es: Elementos que pueden resultar de utilidad
La brújula construida.
El electroimán construido.
Hojas en blanco.
Papel milimetrado.
Regla.
Lápiz.

31 Para realizar la verificación ubique el eje del electroimán perpendicular al campo magnético terrestre y sobre un plano paralelo a la superficie terrestre. De esta manera, la presencia del campo del electroimán sumado vectorial- mente al terrestre producirá una desviación de la aguja respecto de la direc- ción norte-sur (N-S). La tangente trigonométrica del ángulo (α) entre la aguja y la dirección norte-sur es proporcional al campo de inducción magnética pro- ducido por el electroimán. Determine la tangente de α para diferentes distan- cias x entre el electroimán y la aguja de la brújula. Procedimiento sugerido a) Apoye la “brújula” sobre un extremo de una hoja de papel de tal ma- nera que el lado corto quede alineado con la dirección N-S. Pegue, con cinta adhesiva, la hoja a la mesa y marque sobre la hoja el con- torno de la cubeta de la brújula. b) Marque una recta que “contenga” a la aguja y una recta perpendi- cular que pase por el centro de la aguja y sea paralela al lado largo de la hoja (dirección E-O). El punto de intersección es el origen del sistema de coordenadas que se utilizará. c) Apoye el electroimán sobre la línea E-O, a una distancia x del cen- tro de la aguja y enciéndalo. Verifique que la aguja se reorienta y

32 marque la posición del electroimán. Figura 3 d) Trace una recta que “contenga” a la aguja. Para esto apoye la regla sobre la cubeta en la dirección de la aguja (no cometa errores de pa- ralaje), desconecte el electroimán, marque la recta sobre el papel. e) A partir de los catetos (h y h*) del triangulo determinado por la recta

33 trazada en b) y por la trazada en d) y un borde de la hoja, determine la tan- gente del ángulo entre la dirección de la aguja en presencia del electroimán y la dirección N-S. Figura 4 f) Consigne en una tabla los valores de tg α y de x correspondientes.

34 Repita el procedimiento de c), d), e) y f), para diferentes posiciones (x) del electroimán. g) Haga un grafico (1/x3 vs tg α). Verifique si el comportamiento es line- al, en tal caso ajuste una recta. Recomendaciones

Utilice en la brújula un nivel de agua del orden de 5 mm por sobre el nivel del la hoja de papel, para considerar que la aguja imantada y el eje del electroimán están en el mismo plano.
Ni la aguja ni el barquillo (papelito) deben tocar el borde de la cube- ta.
Para determinar la dirección de la aguja utilice la regla como guía y trace la recta que “contiene” a la aguja sobre el papel base.
Mida las distancias desde la cabeza del clavo hasta el centro del al- filer y déjelas asentadas en el papel base.
Mantenga la pila alejada de la brújula durante todo el experimento.
Utilice cables de conexión al electroimán suficientemente largos.
Desconecte la pila luego de cada medición.
Trabaje sobre una mesa que no tenga partes ferromagnéticas, o con el electroimán y la brújula suficientemente alejados de dichas partes.

Luego de cada medición verifique que la aguja de la brújula esté ubi- cada en la posición original (con el centro en el origen de coordena- das).

Topic: Magnetism Metodi: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Solenoid, Magnetic Dipole, Battery Fonte: Testo (PDF) — p.1

Electroiman, bruciola e legge 1/x3 di un dipolo magnetico

Situazione 3 Obiettivi

Costruire un elettromagneto.
Costruire una compassa.
Verificare se il modulo di campo di induzione si comporta Magnetico prodotto da un dipolo magnetico sull’asse del dipolo magnetico, risponde a una legge del tipo 1/x3. Breve descrizione Un elettromagnetico è un dispositivo per ottenere un campo di Induzione magnetica B. Una configurazione normale consiste in un clavo di rro (o qualsiasi altro materiale ferromagnetico) su cui è stato ripiegato un numero di giri di filo di rame (vedere figura 1). Quando la bobina è collegata a una fonte di tensione, il corrente elettrica che circola attraverso di essa produce un campo di induzione magnetica. Campo B che si ottiene con un elettromagneto dipende dalla configurazione geomagnetica Metrica utilizzata; nel caso descritto sopra (chiave e bobina) è simile a quello di un dipolo magnetico.

27 Figura 1 Il modulo del campo di induzione magnetica, B, prodotto da un dipolo mag- Il modulo Pm è un modulo di linea di linea con il modulo di direzione del dipolo e con un per x, è dato: La direzione del vettore di campo di induzione magnetica in questo caso è quella del L’asse x. Una compassa è un strumento per determinare la reczione nord-sud (N-S) sulla superficie terrestre; in generale, può essere usato Per determinare la direzione, a un determinato punto, di un campo di in- qualsiasi conduzione magnetica. Consiste in un aglio magnetico che può

28 girare liberamente, orientandosi così nella direzione del campo di induzione Magnetico. Figura 2 Consigna 1 a) Costruire un elettromagneto simile a quello di cui alla figura 1, con una bobina di almeno 30 giri di filo. b) Verificare il funzionamento! Descrivere la procedura utilizzata. Elementi che possono risultare utili

Un chiodo lungo circa 5 centimetri.
fine fili di rame (filamenti di fili elettrici, fili di fiocco di rame) di ferro, ecc.), circa 1 m.
Fascia adesiva di carta.
Cable conduttori per le connessioni elettriche.
Batteria di 1,5 V (possibile tipo A e nuova).

29 Nota: È importante che le rotte di filo che si rotolano non si tagliino. circolano tra loro, non con il chiodo. Per questo, in caso di non uso di alam- Se il cui prodotto è stato smaltito, si consiglia di coprire il chiodo con un isolante (cintura di La produzione di fili di fili di fiocco è stata effettuata con un numero di fili di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco di fiocco. non sono separati tra loro. Consigna 2 a) Costruire una compassa simile a quella di cui alla figura 2. b) Verificare il funzionamento! Descrivere la procedura utilizzata. Elementi che possono risultare utili

un coperchio o un recipiente di scarsa profondità e non metallico (per esempio: con un’apertura di flacone sterile per analisi).
Un pinne magnetizzato.
Un pezzo di carta .
L’acqua. Nota: Magnetizzare la pinna utilizzando l’elettromagnetico. Per questo compito è necessario la testa del pince sopra la testa del chiodo/nucleo dell’elec- Troimán (con l’ultimo in funzione).

30 È importante che la ago possa ruotare liberamente; per questo, utilizzare un un pezzo di carta per sistemarla, che fluttuerà su una superficie dell’acqua. Né l’ago né la barca (papillone) devono toccare il bordo di la cucina. Consigna 3

Verificare che il modulo del campo di induzione magnetica B sia La velocità dell’asse dell’elettromagnetico varia con la distanza di un dipolo magnetico, questo è: Elementi che possono risultare utili
La compassa costruita.
L’elettromagneto costruito.
Foglie bianche.
Papero millimetrico.
Regola.
Una penna.

31 Per effettuare la verifica, inserite l’asse dell’elettromagnetico perpendicolare al Il campo magnetico terrestre e su un piano parallelo alla superficie terrestre. In questo modo, la presenza del campo di elettromagneto sommato vettoriale La mente terrestre produrrà un deviamento della ago rispetto alla direzione Il settore della pesca è stato sviluppato nel corso del periodo di tre anni. Il tangente trigonometrico dell’angolo (α) tra l’ago e la direzione nord-sud è proporzionale al campo di induzione magnetica pro-

Sotto l’elettroimano. Determina la tangente di α per differenti distanze C’è un’espressione di x tra l’elettromagneto e l’ago della compassa. Procedura suggerita a) appoggia la scheda su un’estremità di una foglia di carta di tale tipo; il lato corto sia allineato all’indirizzo N-S. Collacciate. con un’adesiva, il foglio alla tavola e il marchio sulla foglia Ritorno la cucina della compassa. b) Segna un retto che contiene l’ago e un retto perpendicolare Colla che passa attraverso il centro dell’ago e sia parallela al lato lungo di pagina (indirizzo E-O). Il punto di intersezione è l’origine del sistema di coordinate da utilizzare. c) appoggia l’elettromagnetico sulla linea E-O, a una distanza x dal centro Trova il ago e accendi. Verificare che la ago si riorienti e

32 segna la posizione dell’elettromagnetico. Figura 3 d) Tracciare una retta che contiene l’ago. Per questo supporta la regola sulla cucina nella direzione dell’ago (non commettere errori di pa-

Smettila di spegnere l’elettromagnetico, segna la retta sulla carta. e) A partire dai cateti (h e h*) del triangolo determinato dalla retta

33 (b) e (d) e un bordo della foglia, determinare il tempo di persone dell’angolo tra la direzione dell’ago in presenza dell’elettromane e l’indirizzo N-S. Figura 4 f) Contiene in una tabella i valori di tg α e di x corrispondenti.

34 Ripete la procedura di c), d), e) e f) per le diverse posizioni (x) del

Un elettromagnetico. g) Fate un grafico (1/x3 vs tg α). Verificare che il comportamento sia lineare Al, in tal caso, aggiusta una retta. Raccomandazioni
Utilizzare nel compasso un livello di acqua del 5 mm al di sopra del La misurazione della superficie del foglio di carta, per considerare che l’ago magneto e il L’asse dell’elettromagnetico sono nello stesso piano.
Neppure la ago neppure il papillone devono toccare il bordo del cubo. ta.
Per determinare la direzione della ago, usa la regola come guida e traccia la retta che contiene l’ago sulla base.
Misura le distanze dalla testa del chiodo al centro del… file e lasciateli stabili sul foglio di base.
Tieni la pila lontana dalla compassa per tutto l’esperimento.
Usa cavi di connessione all’elettromagnetico abbastanza lunghi.
Smettila di attaccare la pila dopo ogni misurazione.
Lavoro su un tavolo che non ha parti ferromagnetiche, o con l’elettromagnetico e la compassa abbastanza lontani da tali parti.

Dopo ogni misura, verificate che l’ago della compassa sia in posizione… Il punto di partenza è il punto di partenza.
(Das)

Electromagnet, compass and 1/x3 law of a magnetic dipole

Situation 3 Objectives

Build an electromagnet.
Build a compass.
Verify whether the behavior of the magnitude of the magnetic induction field produced by a magnetic dipole on its axis follows a law of the type 1/x3. Brief description An electromagnet is a device by means of which a magnetic induction field B is obtained. A usual configuration consists of an iron nail (or some other ferromagnetic material) on which a certain number of turns of copper wire has been wound (see figure 1). When the coil is connected to a voltage source, the electric current flowing through it produces a magnetic induction field. The field B obtained by means of an electromagnet depends on the geometric configuration used; in the case described above (nail and coil) it is similar to that of a magnetic dipole.

27 Figure 1 The magnitude of the magnetic induction field, B, produced by a magnetic dipole of magnitude Pm along the direction of the dipole axis and at a distance x, is given by: The direction of the magnetic induction field vector in this case is that of the x-axis. A compass is an instrument by means of which the north-south (N-S) direction can be determined on the Earth’s surface; in general, it can be used to determine the direction, at a given point, of any magnetic induction field. It consists of a magnetized needle that can

28 rotate freely, so it orients itself in the direction of the magnetic induction field. Figure 2 Task 1 a) Carry out the construction of an electromagnet similar to the one in Figure 1, with a coil of at least 30 turns of wire. b) Verify its operation! Describe the procedure used. Elements that may be useful

A nail about 5 cm long.
Thin copper wire (threads from electrical cables, enameled wire from coils, etc.), approximately 1 m.
Paper adhesive tape.
Conductive cables for electrical connections.
1.5 V battery (if possible type A and new).

29 Note: It is important that the turns of wire that are wound do not short-circuit with each other or with the nail. For this, if enameled wire is not used, it is recommended to cover the nail with an insulator (paper tape or paper) and to ensure that the turns of wire are and remain separated from each other. Instruction 2 a) Carry out the construction of a compass similar to the one in figure 2. b) Verify its operation! Describe the procedure used. Elements that may be useful

A shallow, non-metallic lid or container (for example, the lid of a sterile jar for analysis).
A magnetized pin.
A small piece of paper
Water. Notes: Magnetize the pin using the electromagnet. For this task, you must rest the head of the pin on the head of the nail/core of the electromagnet (with the latter in operation).

30 It is important that the needle can rotate freely; for this, use a small piece of paper to seat it, which will float on a water surface. Neither the needle nor the little boat (small paper) should touch the edge of the container. Instruction 3

Verify that the magnitude of the magnetic induction field B along the axis of the electromagnet varies with distance like that of a magnetic dipole, that is: Elements that may be useful
The compass constructed.
The electromagnet constructed.
Blank sheets.
Graph paper.
Ruler.
Pencil.

31 To carry out the verification, place the axis of the electromagnet perpendicular to the Earth’s magnetic field and on a plane parallel to the Earth’s surface. In this way, the presence of the electromagnet’s field added vectorially to the Earth’s field will produce a deflection of the needle with respect to the north-south (N-S) direction. The trigonometric tangent of the angle (α) between the needle and the north-south direction is proportional to the magnetic induction field produced by the electromagnet. Determine the tangent of α for different distances x between the electromagnet and the compass needle. Suggested procedure a) Place the “compass” on one end of a sheet of paper in such a way that the short side is aligned with the N-S direction. Tape the sheet to the table and mark on the sheet the outline of the compass housing. b) Mark a line that “contains” the needle and a perpendicular line that passes through the center of the needle and is parallel to the long side of the sheet (E-W direction). The point of intersection is the origin of the coordinate system that will be used. c) Place the electromagnet on the E-W line, at a distance x from the center of the needle, and turn it on. Verify that the needle reorients and

32 mark the position of the electromagnet. Figure 3 d) Draw a straight line that “contains” the needle. To do this, rest the ruler on the tray in the direction of the needle (do not make parallax errors), disconnect the electromagnet, mark the line on the paper. e) From the legs (h and h*) of the triangle determined by the line

33 drawn in b) and by the one drawn in d) and an edge of the sheet, determine the tangent of the angle between the direction of the needle in the presence of the electromagnet and the N-S direction. Figure 4 f) Record in a table the corresponding values of tg α and of x.

34 Repeat the procedure from c), d), e) and f), for different positions (x) of the electromagnet. g) Make a graph (1/x3 vs tan α). Verify whether the behavior is linear; if so, fit a straight line. Recommendations

Use a water level on the compass of about 5 mm above the level of the sheet of paper, so that the magnetized needle and the axis of the electromagnet are considered to be in the same plane.
Neither the needle nor the small boat (little paper) should touch the edge of the tray.
To determine the direction of the needle, use the ruler as a guide and draw the straight line that “contains” the needle on the base paper.
Measure the distances from the head of the nail to the center of the pin and leave them marked on the base paper.
Keep the battery away from the compass throughout the experiment.
Use connecting wires to the electromagnet that are sufficiently long.
Disconnect the battery after each measurement.
Work on a table that does not have ferromagnetic parts, or with the electromagnet and the compass sufficiently far from such parts.

After each measurement, verify that the compass needle is located in the original position (with the center at the origin of coordinates).

Determinacion del angulo de reposo de materiales granulados

Situación 4 Determinación del ángulo de reposo de materiales granulados. Elementos disponibles

Acrílico (caja de CD).
Cinta adhesiva de papel.
Un marcador (en lo posible indeleble).
Una regla, transportador.
Hojas en blanco, lápiz.
Una trincheta o cuchillo (para cortar las pestañas de acrílico). Re- cuerde que su uso es peligroso y debe tener el máximo cuidado; en lo posible esta tarea debe ser supervisada por el docente.
Un pequeño embudo de plástico o de papel.
Sal fina, entrefina (parrillera) y gruesa.

Azúcar.
Balanza (optativa). Consigna 1
Armar el aparato de medición (celda de Hele-Shaw). Procedimiento

Desarme la caja de CD, quedándose sólo con las caras transparen- tes (ver figura 1). Figura 1

37 2. Con la trincheta, haciendo presión, corte las pestañas de acrílico que hay en su interior (las que sostenían el plástico sobre el que va apoyado el CD). 3. Corte la franja de las placas que corresponde a las pestañas en donde están las “bisagras” de la caja. Esta tarea es difícil y puede ser peligrosa, pida el asesoramiento del profesor. 4. Una ambas placas, como si fuese a armar nuevamente la caja. Ase- gúrela y selle los bordes (excepto la boca) con la cinta adhesiva de papel (ver figura 2). Figura 2

38 Consigna 2

Determinar el ángulo de reposo de materiales granulados. Procedimiento Determinar el ángulo de reposo de la sal fina.

Cargue la “celda” con sal fina (mediante el embudo) hasta aproxi- madamente la mitad de su altura (ver figura 3a).
Sin que se pierda su contenido rote la celda hasta lograr que se for- me una superficie plana horizontal (ver figura 3b).
Vuelva la celda a la posición de trabajo, rotándola suavemente. (ver figura 3c).
Determine el ángulo de reposo de la sal fina.
Repita este procedimiento, al menos 10 veces.

39 Consigna 3

Determinar el ángulo de reposo de la sal entre-fina (parrillera), sal gruesa y del azúcar. Consigna 4
Determinar la densidad aparente de cada una de las “sales” usadas y, también, la del azúcar.

Llene con sal un recipiente de volumen conocido.
Determine la masa de sal empleada para llenar el recipiente.
Calcule la densidad aparente de los materiales granulados que usó (sal, etc.). Consigna 5

Confeccionar un grafico “ángulo de reposo (ordenada) versus densi- dad aparente (abscisa)”.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Experimental Data Analysis, Statistical Averaging Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Determinazione dell’angolo di riposo dei materiali granulari

Situazione 4 Determinazione dell’angolo di riposo dei materiali granulari. Elementi disponibili

Acrilico (custodia per CD).
Nastro adesivo di carta.
Un pennarello (possibilmente indelebile).
Una riga, goniometro.
Fogli bianchi, matita.
Un taglierino o coltello (per tagliare le alette di acrilico). Ricordare che il suo uso è pericoloso e bisogna prestare la massima attenzione; se possibile questo compito deve essere supervisionato dal docente.
Un piccolo imbuto di plastica o di carta.
Sale fino, medio (da griglia) e grosso.

Zucchero.
Bilancia (opzionale). Consegna 1
Montare l’apparecchio di misura (cella di Hele-Shaw). Procedimento

Smontare la custodia del CD, conservando solo le facce trasparenti (vedi figura 1). Figura 1

37 2. Con il taglierino, facendo pressione, tagliare le alette di acrilico che si trovano al suo interno (quelle che sostenevano la plastica su cui è appoggiato il CD). 3. Tagliare la striscia delle piastre che corrisponde alle alette dove si trovano le “cerniere” della custodia. Questo compito è difficile e può essere pericoloso, chiedere la consulenza del professore. 4. Unire entrambe le piastre, come se si dovesse rimontare la custodia. Fissarla e sigillare i bordi (tranne l’apertura) con il nastro adesivo di carta (vedi figura 2). Figura 2

38 Quesito 2

Determinare l’angolo di riposo di materiali granulari. Procedimento Determinare l’angolo di riposo del sale fino.

Caricare la “cella” con sale fino (mediante l’imbuto) fino a circa la metà della sua altezza (vedere figura 3a).
Senza che se ne perda il contenuto, ruotare la cella fino a ottenere che si formi una superficie piana orizzontale (vedere figura 3b).
Riportare la cella nella posizione di lavoro, ruotandola delicatamente. (vedere figura 3c).
Determinare l’angolo di riposo del sale fino.
Ripetere questo procedimento almeno 10 volte.

39 Quesito 3

Determinare l’angolo di riposo del sale semigrosso (da griglia), del sale grosso e dello zucchero. Quesito 4
Determinare la densità apparente di ciascuno dei “sali” usati e, inoltre, quella dello zucchero.

Riempire con sale un recipiente di volume noto.
Determinare la massa di sale impiegata per riempire il recipiente.
Calcolare la densità apparente dei materiali granulari che ha usato (sale, ecc.). Quesito 5

Realizzare un grafico “angolo di riposo (ordinata) rispetto alla densità apparente (ascissa)”.

Determination of the angle of repose of granular materials

Situation 4 Determination of the angle of repose of granular materials. Available elements

Acrylic (CD case).
Paper adhesive tape.
A marker (preferably indelible).
A ruler, protractor.
Blank sheets, pencil.
A utility knife or knife (to cut the acrylic tabs). Re- member that its use is dangerous and you must take the utmost care; if possible this task should be supervised by the teacher.
A small plastic or paper funnel.
Fine, medium (grill) and coarse salt.

Sugar.
Scale (optional). Instruction 1
Assemble the measuring device (Hele-Shaw cell). Procedure

Disassemble the CD case, keeping only the transparent faces (see figure 1). Figure 1

37 2. With the utility knife, applying pressure, cut the acrylic tabs inside it (the ones that held the plastic on which the CD rests). 3. Cut the strip of the plates that corresponds to the tabs where the “hinges” of the case are. This task is difficult and can be dangerous, ask the teacher for advice. 4. Join both plates, as if you were going to reassemble the case. Secure it and seal the edges (except the mouth) with the paper adhesive tape (see figure 2). Figure 2

38 Task 2

Determine the angle of repose of granular materials. Procedure Determine the angle of repose of fine salt.

Load the “cell” with fine salt (using the funnel) to approximately half its height (see figure 3a).
Without losing its contents, rotate the cell until a flat horizontal surface is formed (see figure 3b).
Return the cell to the working position, rotating it gently. (see figure 3c).
Determine the angle of repose of the fine salt.
Repeat this procedure at least 10 times.

39 Task 3

Determine the angle of repose of medium-fine salt (grill salt), coarse salt and sugar. Task 4
Determine the apparent density of each of the “salts” used and also that of the sugar.

Fill a container of known volume with salt.
Determine the mass of salt used to fill the container.
Calculate the apparent density of the granular materials you used (salt, etc.). Task 5

Prepare a graph “angle of repose (ordinate) versus apparent density (abscissa)”.

Estudiar la potencia calorica de una vela

Situación 5 Objetivo

Estudiar la potencia calórica de una vela. Breve descripción Una vela es un cilindro de cera con un pabilo en el eje para que pueda encenderse y como resultado de la combustión de la cera irradiar luz y calor. La llama de la vela tiene diferentes temperaturas (ver figura 1) e irradia calor y luz en todas direcciones. Sin embargo, por el mecanismo de con- vección, el calor principalmente fluye en la dirección vertical (hacia donde apunta la llama). El flujo de calor que emite la vela en la dirección de su eje (vertical) se puede estudiar mediante el dispositivo que

41 se esquematiza en la figura 2. El mismo consiste de un cubito de hielo, apoyado sobre una chapa metálica fina, que está ligera- mente inclinada. Por debajo de la chapa y en coincidencia con un eje que pasa por el centro del cubito se coloca la vela. La llama de esta última está a una distan- cia d de la chapa. En el extremo inferior de la chapa se ubica una jeringa graduada, sin émbolo y con el extremo fino (donde va la aguja) tapado (podría ser reem- plazada por una probeta). El agua producida por la fusión del hielo se recolecta en la jeringa y se determina su volu- men Va. Determinando Va en fun- ción del tiempo (t) y sabiendo el calor latente del hielo (80cal/g), se puede

42 estimar la cantidad de energía por unidad de tiempo (potencia) que le ha lle- gado al hielo proveniente de la vela. Consignas a) Enuncie algunas de las hipótesis que se han realizado en la des- cripción previa y que no se han enunciado explícitamente. Algunas que involucran a la chapa y se relacionan con sus dimensiones. O- tras que se relacionan con la temperatura del ambiente, del hielo, del agua. b) Mida la temperatura ambiente. c) Implemente el dispositivo propuesto. d) Mida el aporte de calor proveniente del ambiente. Determine si es despreciable o no. e) Realice las mediciones de Va en función de t para, al menos, tres distancias chapa-llama (d) diferentes. Cada conjunto debe estar compuesto por no menos de diez pares (t, Va). f) Haga un gráfico t vs masa de hielo fundido, correspondiente a cada distancia d. Verifique si el comportamiento es aproximadamente li- neal, en tal caso ajuste una recta. g) A partir de los gráficos anteriores estime la potencia (P) recibida por

43 el cubito de hielo en cada caso. h) Presente estos resultados en un grafico (d vs P). Extrapole estos re- sultados al valor d=0 y determine un valor PM. Elementos que pueden resultar de utilidad

Chapa metálica fina (espesor despreciable).
Cubitos de hielo (al menos 3).
Plastilina (para evitar que el hielo deslice como consecuencia de la pendiente con la que se ha puesto la chapa).
Vela (marca Ranchera o de calidad equivalente).
Regla, papel milimetrado o cuadriculado, lápiz.
Jeringa graduada de 10ml o más.
Cronómetro.
Soportes, pinzas de madera (tipo broches de los de colgar la ropa).
Recipientes para agua.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Calorimeter Fonte: Testo (PDF) — p.1

Studiare la potenza calorica di una vela

Situazione 5 Obiettivo

Studiare la potenza calorica di una candela. Breve descrizione Una candela è un cilindro di cera con un pavillo sull’asse per poterlo In questo caso, la combustione della cera irradiare luce e caldo. La fiamma della candela ha diversi temperature (vedi figura 1) e radiazioni calore e luce in tutte le direzioni. Senza Tuttavia, il meccanismo di La temperatura è molto alta, il calore fluisce principalmente in direzione verticale (all’interno del
punta la fiamma). Il flusso di calore emesso dalla candela in la direzione del suo orizzonte verticale può essere studiata mediante il dispositivo che

41 La figura 2 è illustrata. El La stessa consiste in un cubito di ghiaccio appoggiato su una lastra metallo sottile, che è leggero… mente inclinata. Sotto la lamiera e in coincidenza con un’asse che passa attraverso il centro del Il cesto si pone la candela. La lampada

E’ a un po’ di distanza da questa…
La mia. Al di là Sotto la lamina si trova una Seringa graduata, senza embolio e con l’estremità fine (dove va la
il punto di riferimento è il punto di riferimento
(Sono stato inserito da un test). Acqua prodotta dalla fusione La produzione di ghiaccio viene raccolta in La circolazione della spina è determinata.
Va bene. Determinando che va in fun- La temperatura del ghiaccio (80 cal/g) è la temperatura del ghiaccio latente.

42 Calcolare la quantità di energia per unità di tempo (potenza) che ha portato Gente di ghiaccio proveniente dalla vela. Consigne (a) Indicare alcune delle ipotesi che sono state fatte nel corso della la cui scrittura non è stata espressamente espressa. Alcune che coinvolgono la lamiera e si relazionano alle sue dimensioni. O- dopo che sono correlati alla temperatura ambiente, al ghiaccio, al acqua. b) Misura la temperatura ambiente. c) Implementare il dispositivo proposto. d) Misura l’apporto di calore proveniente dall’ambiente. Determina se è disprezzabile o meno. e) eseguire le misure di Va in base a t per almeno tre distanze di lampada-placca (d) diverse. Ogni set deve essere composto da non meno di dieci coppie (t, Va). f) Fare un grafico t vs massa di ghiaccio fuso, corrispondente a ciascuna Distanza d. Verificare se il comportamento è approssimativo Neal, in tal caso, aggiusta una retta. g) Sulla base dei grafici precedenti, stima la potenza (P) ricevuta da

43 il coperchio di ghiaccio in ogni caso. h) Presenta questi risultati in un grafico (d vs P). - Escludete queste re- Sulla base di un valore di d=0 si determina un valore PM. Elementi che possono risultare utili

Sciacche metalliche sottili (spessore spregevole).
Coperte di ghiaccio (almeno 3).
Plastilina (per evitare che il ghiaccio scivoli a causa della la pendenza con cui è stata messa la lamiera).
Vela (marchio Ranchera o di qualità equivalente).
Regola, carta millimetrica o quadrata, penna.
Seringa graduata di 10ml o più.
Un cronometro.
supporti, pinze di legno (tipo di pinze per appendere i vestiti).
Ricevitori per l’acqua.

Studying the heat output of a candle

Situation 5 Objective

Study the heat output of a candle. Brief description A candle is a cylinder of wax with a wick on the axis so that it can be lit and, as a result of the combustion of the wax, radiate light and heat. The flame of the candle has different temperatures (see figure 1) and radiates heat and light in all directions. However, due to the convection mechanism, heat mainly flows in the vertical direction (toward where the flame points). The heat flow emitted by the candle in the direction of its axis (vertical) can be studied by means of the device that

41 is outlined in figure 2. It consists of an ice cube, resting on a thin metal plate, which is slightly inclined. Below the plate and coinciding with an axis that passes through the center of the cube, the candle is placed. The flame of the latter is at a distance d from the plate. At the lower end of the plate there is a graduated syringe, without a plunger and with the narrow end (where the needle goes) capped (it could be replaced by a test tube). The water produced by the melting of the ice is collected in the syringe and its volume Va is determined. By determining Va as a function of time (t) and knowing the latent heat of ice (80cal/g), one can

42 estimate the amount of energy per unit time (power) that has reached the ice from the candle. Instructions a) State some of the hypotheses that have been made in the previous description and that have not been explicitly stated. Some that involve the plate and are related to its dimensions. Others that are related to the temperature of the environment, of the ice, of the water. b) Measure the ambient temperature. c) Set up the proposed device. d) Measure the heat input coming from the environment. Determine whether it is negligible or not. e) Carry out the measurements of Va as a function of t for at least three different plate-flame distances (d). Each set must consist of no fewer than ten pairs (t, Va). f) Make a graph of t vs mass of melted ice, corresponding to each distance d. Verify whether the behavior is approximately linear; in that case fit a straight line. g) From the previous graphs estimate the power (P) received by

43 the ice cube in each case. h) Present these results in a graph (d vs P). Extrapolate these results to the value d=0 and determine a value PM. Items that may be useful

Thin metal sheet (negligible thickness).
Ice cubes (at least 3).
Plasticine (to prevent the ice from sliding as a consequence of the slope at which the sheet has been placed).
Candle (Ranchera brand or equivalent quality).
Ruler, graph paper or squared paper, pencil.
Graduated syringe of 10 ml or more.
Stopwatch.
Supports, wooden clothespins (type of clothespins used for hanging clothes).
Containers for water.

Fotometria - fotometro de Bunsen

Situación 6 Fotometría La fotometría es la parte de la física que se ocupa de determinar las intensi- dades de las fuentes luminosas. Un fotómetro es un instrumento que se utiliza para determinar la intensidad de la luz emitida por una fuente. En general, se realiza la comparación con la in- tensidad emitida por una fuente patrón. El Fotómetro de Bunsen consiste de un arreglo experimental como el que se indica en la figura.

45 Entre las fuentes de luz, sobre la línea que las une, se coloca un marco que soporta una hoja de papel en la que hay una mancha de aceite. Mediante dos espejos dispuestos en forma adecuada se pueden observar en forma si- multánea ambos lados de la mancha (ambos lados de la hoja). De la com- paración visual de la apariencia de cada lado de la mancha se puede determinar cuál es el lado que está recibiendo mayor iluminación. Acercando o alejando de la mancha la fuente incógnita (de intensidad Ix), es posible determinar su relación de intensidad con la fuente de intensidad cono- cida (Ic) ubicada a una distancia dc de la mancha. Se trata de medir la dis- tancia para la cual ambos lados del papel están igualmente iluminados (dx); esto es, cuando ambos lados del papel presentan la misma apariencia. De- terminando cantidad dx, es posible utilizar la ecuación (1) para calcular el co- ciente entre la intensidad Ix de la fuente incógnita y la intensidad Ic de la fuente conocida. Elementos disponibles

Fuente de luz conocida
Fuente de luz incógnita

Cinta métrica
Cinta de papel
Plastilina
Papel
Aceite
Palitos de Helado
Espejos Desarrollo del trabajo Considere la intensidad de una de las dos fuentes provistas como conocida. Identifique esta fuente mediante un rótulo. a) Utilizando solamente los elementos provistos implemente un fotó- metro de Bunsen. Esquematice su diseño etiquetando cada uno de los elementos que lo componen. b) Realice las mediciones necesarias para determinar el cociente entre la intensidad de luz de la fuente incógnita y la intensidad de la luz de la fuente conocida. Vuelque sus resultados en una tabla e informe el valor de intensidad determinado.

47 A. Maiztegui, J. Sábato, Introducción a la Física, Editorial Kapeluz. A. Maiztegui, R. Gleiser, Introducción a las mediciones de laboratorio. Edi- torial Kapeluz, 1980. R. Serway, Física, Tomo 1 y 2, Editorial Mc Graw Hill. R. Resnick, D. Halliday, K. Krane, Física, Volumen 1, 4ta. edición, Editorial CECSA. Sears, Zemansky, Young & Freedman, Física, 12da. edición, Editorial Addi- son-Wesley (Pearson Educación). S. Pérez, C. Schürrer, G. Stutz. Trabajos de Física. Análisis de Datos e In- certidumbres en Física Experimental. FaMAF, 2011.

BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA

La Olimpíada Argentina de Física (OAF) promueve la participación de docentes y es- tudiantes en una actividad científica extraescolar, que si bien tiene aspectos competi- tivos, no persigue como fin la competencia. Se entiende que la OAF es una tarea extraescolar en el sentido de que se propone desde afuera de la escuela, pero su preparación y desarrollo debe servir como un elemento más en las actividades en el aula de Física. Una característica principal de la Olimpíada de Física es su descentralización: en dis- tintas regiones del país, escuelas y docentes participan en la organización con total independencia y sin competir entre las regiones, cada una dentro de sus posibilidades y en su propio nivel. Se parte desde cada establecimiento educativo individualmente (directivos, profesores, alumnos), para luego compartir experiencias con otros cole- gios en competencias más abarcativas, hasta llegar a la instancia nacional. Otra característica muy importante, es la naturaleza misma de la Física que hace im- prescindible que las pruebas tengan una parte de lápiz y papel y también una parte experimental, en la que el proceso de medición es central. Olimpíada Argentina de Física Facultad de Matemática, Astronomía y Física - Universidad Nacional de Córdoba Medina Allende s/n - Ciudad Universitaria - 5000 - Córdoba - Argentina Tel.: 0351-5353701 (int. 41361) - Correo electrónico: oaf@famaf.unc.edu.ar

Topic: Geometric Optics Metodi: Experimental Data Analysis, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Experimental Data Analysis Objects: Screen, Mirror Fonte: Testo (PDF) — p.1

Fotometria - fotometro di Bunsen

Situazione 6 Fotometria La fotometria è la parte della fisica che si occupa di determinare le intensità delle sorgenti luminose. Un fotometro è uno strumento che si utilizza per determinare l’intensità della luce emessa da una sorgente. In generale, si effettua il confronto con l’intensità emessa da una sorgente campione. Il Fotometro di Bunsen consiste in un allestimento sperimentale come quello indicato nella figura.

45 Tra le sorgenti di luce, sulla linea che le unisce, si colloca un telaio che sostiene un foglio di carta sul quale c’è una macchia d’olio. Mediante due specchi disposti in modo opportuno si possono osservare simultaneamente entrambi i lati della macchia (entrambi i lati del foglio). Dal confronto visivo dell’aspetto di ciascun lato della macchia si può determinare quale sia il lato che riceve maggiore illuminazione. Avvicinando o allontanando dalla macchia la sorgente incognita (di intensità Ix), è possibile determinare il suo rapporto di intensità con la sorgente di intensità nota (Ic) situata a una distanza dc dalla macchia. Si tratta di misurare la distanza per la quale entrambi i lati del foglio sono ugualmente illuminati (dx); cioè, quando entrambi i lati del foglio presentano lo stesso aspetto. Determinando la quantità dx, è possibile utilizzare l’equazione (1) per calcolare il quoziente tra l’intensità Ix della sorgente incognita e l’intensità Ic della sorgente nota. Elementi disponibili

Sorgente di luce nota
Sorgente di luce incognita

Metro a nastro
Nastro di carta
Plastilina
Carta
Olio
Bastoncini di gelato
Specchi Svolgimento del lavoro Si consideri nota l’intensità di una delle due sorgenti fornite. Identificare questa sorgente mediante un’etichetta. a) Utilizzando soltanto gli elementi forniti, realizzare un fotometro di Bunsen. Schematizzare il progetto etichettando ciascuno degli elementi che lo compongono. b) Effettuare le misurazioni necessarie per determinare il rapporto tra l’intensità luminosa della sorgente incognita e l’intensità luminosa della sorgente nota. Riportare i risultati in una tabella e indicare il valore di intensità determinato.

47 A. Maiztegui, J. Sábato, Introducción a la Física, Editorial Kapeluz. A. Maiztegui, R. Gleiser, Introducción a las mediciones de laboratorio. Editorial Kapeluz, 1980. R. Serway, Física, Tomo 1 y 2, Editorial Mc Graw Hill. R. Resnick, D. Halliday, K. Krane, Física, Volumen 1, 4ta. edición, Editorial CECSA. Sears, Zemansky, Young & Freedman, Física, 12da. edición, Editorial Addison-Wesley (Pearson Educación). S. Pérez, C. Schürrer, G. Stutz. Trabajos de Física. Análisis de Datos e Incertidumbres en Física Experimental. FaMAF, 2011.

BIBLIOGRAFÍA SUGERIDA

L’Olimpiade Argentina di Fisica (OAF) promuove la partecipazione di docenti e studenti in un’attività scientifica extrascolastica, che pur avendo aspetti competitivi, non persegue come fine la competizione. Si intende che la OAF è un compito extrascolastico nel senso che viene proposta dall’esterno della scuola, ma la sua preparazione e il suo sviluppo devono servire come un elemento in più nelle attività in aula di Fisica. Una caratteristica principale dell’Olimpiade di Fisica è la sua decentralizzazione: in diverse regioni del paese, scuole e docenti partecipano all’organizzazione con totale indipendenza e senza competere tra le regioni, ciascuna entro le proprie possibilità e al proprio livello. Si parte da ogni singolo istituto educativo (dirigenti, professori, studenti), per poi condividere esperienze con altre scuole in competizioni più ampie, fino ad arrivare all’istanza nazionale. Un’altra caratteristica molto importante è la natura stessa della Fisica che rende imprescindibile che le prove abbiano una parte carta e penna e anche una parte sperimentale, nella quale il processo di misurazione è centrale. Olimpiade Argentina di Fisica Facoltà di Matematica, Astronomia e Fisica - Università Nazionale di Córdoba Medina Allende s/n - Città Universitaria - 5000 - Córdoba - Argentina Tel.: 0351-5353701 (int. 41361) - Posta elettronica: oaf@famaf.unc.edu.ar

Photometry - Bunsen photometer

Situation 6 Photometry Photometry is the branch of physics that deals with determining the intensities of light sources. A photometer is an instrument used to determine the intensity of the light emitted by a source. In general, a comparison is made with the intensity emitted by a standard source. The Bunsen photometer consists of an experimental setup such as the one shown in the figure.

45 Among the light sources, on the line joining them, a frame is placed that supports a sheet of paper on which there is an oil stain. By means of two mirrors arranged in a suitable way, both sides of the stain (both sides of the sheet) can be observed simultaneously. From the visual comparison of the appearance of each side of the stain, it is possible to determine which side is receiving greater illumination. By moving the unknown source (of intensity Ix) closer to or farther from the stain, it is possible to determine its intensity ratio with the known-intensity source (Ic) located at a distance dc from the stain. The goal is to measure the distance for which both sides of the paper are equally illuminated (dx); that is, when both sides of the paper present the same appearance. By determining the quantity dx, it is possible to use equation (1) to calculate the quotient between the intensity Ix of the unknown source and the intensity Ic of the known source. Available elements

Known light source
Unknown light source

Measuring tape
Paper tape
Modeling clay
Paper
Oil
Ice cream sticks
Mirrors Work development Consider the intensity of one of the two provided sources as known. Identify this source by means of a label. a) Using only the provided elements, implement a Bunsen photometer. Draw a schematic of its design, labeling each of the elements that compose it. b) Carry out the necessary measurements to determine the ratio between the light intensity of the unknown source and the light intensity of the known source. Record your results in a table and report the determined intensity value.

47 A. Maiztegui, J. Sábato, Introducción a la Física, Editorial Kapeluz. A. Maiztegui, R. Gleiser, Introducción a las mediciones de laboratorio. Editorial Kapeluz, 1980. R. Serway, Física, Tomo 1 y 2, Editorial Mc Graw Hill. R. Resnick, D. Halliday, K. Krane, Física, Volumen 1, 4th edition, Editorial CECSA. Sears, Zemansky, Young & Freedman, Física, 12th edition, Editorial Addison-Wesley (Pearson Educación). S. Pérez, C. Schürrer, G. Stutz. Trabajos de Física. Análisis de Datos e Incertidumbres en Física Experimental. FaMAF, 2011.

SUGGESTED BIBLIOGRAPHY

The Argentine Physics Olympiad (OAF) promotes the participation of teachers and students in an extracurricular scientific activity, which although it has competitive aspects, does not pursue competition as its goal. It is understood that the OAF is an extracurricular task in the sense that it is proposed from outside the school, but its preparation and development should serve as one more element in Physics classroom activities. A main characteristic of the Physics Olympiad is its decentralization: in different regions of the country, schools and teachers participate in the organization with total independence and without competing among regions, each one within its possibilities and at its own level. It starts from each educational establishment individually (administrators, teachers, students), to then share experiences with other schools in more comprehensive competitions, until reaching the national instance. Another very important characteristic is the very nature of Physics, which makes it essential that the tests have a pencil-and-paper part and also an experimental part, in which the measurement process is central. Argentine Physics Olympiad Faculty of Mathematics, Astronomy and Physics - National University of Córdoba Medina Allende s/n - University City - 5000 - Córdoba - Argentina Tel.: 0351-5353701 (ext. 41361) - Email: oaf@famaf.unc.edu.ar

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