OII na Nazionale Sperimentale

Sigla: Correttori

Olimpiadi della Fisica 2013 – Gara Nazionale – Prova Sperimentale Griglia di Valutazione

Sigla: Correttori:

Punti MAX | Punti

1 — Distanza media tra le bobine

Misurazione corretta, descritta chiaramente (1 pt) — 1 Valore plausibile (7 – 10 mm) con incertezza (1 pt) — 1 Espressione corretta della misura $d$ (1 pt) — 1

2 — Massa di 1 cm² di foglio alluminio

Misurazione corretta descritta chiaramente (1 pt) — 1 Massimizza i bracci: braccio > 9 cm (0,5 + 0,5 pt) — 1 Realizza un equilibrio (2 pt) Ripete (2 pt/equilibrio) max 10 pt — 10 Calcolo coerente corretto (2 pt) — 2 Valore con almeno due cifre significative e scarto $\Delta m_1$ dal valore $3,39\cdot 10^{-3}\text{g}$ : $\Delta m_1\le 0,1\cdot 10^{-3}\text{g}$ (5 pt) — $\Delta m_1=0,2\cdot 10^{-3}\text{g}$ (2 pt) — $\Delta m_1>0,2\cdot 10^{-3}\text{g}$ (0 pt) — 5 Incertezza misure dirette e indiretta (1 + 1 pt) — 2 Espressione corretta della misura (1 pt) — 1

totale — 25

3 — Corrente $I$ vs $n$ in repulsione

Tabella chiara (1 pt), con unità di misura (1 pt), incertezze di $I$ (1 pt) — 3 Valori attendibili per $I$, con eventuali ripetizioni per un dato $n$ (0,5 pt/mis → max 10 pt) — 10 Formula $I^2=kn$ o equivalente (2 pt) — 2 Calcolo corretto di $k$ da grafico linearizzato o da regressione lineare con calcolatrice (10 pt) da media aritmetica non ponderata (5 pt) — 10 Valore con almeno due cifre significative e scarto $\Delta k$ dai valori di riferimento (v. tab3-4 a pag 4) $|\Delta k|\le 0,002{\text{A}}^2$ (5 pt) — $|\Delta k|=0,003{\text{A}}^2$ (2 pt) — $|\Delta k|>0,003{\text{A}}^2$ (0 pt) — 5 valuta l’incertezza di $k$ (2 pt) — 2 Espressione corretta della misura (1 pt) — 1

4 — Forza elettrodinamica vs $I$ in repulsione

Procedimento matematico corretto (4 pt) e chiaro (1 pt) — 5 Scrive formula $F=k^{\prime }{I}^2$ o equivalente (2 pt) — 2 Valore di $k^{\prime }$ coerente con la misura di massa dei campioncini e di $k=I^2/n$ (2 pt) — 2 Valuta incertezza di $k^{\prime }$ (2 pt) — 2 Espressione corretta della misura (1 pt) — 1

totale — 45

5 — Circuito per correnti concordi

Disegno, anche limitato alle sole modifiche, corretto (4 pt) chiaro (1 pt) — 5 Realizza il circuito (c’è almeno una misura di $I$ in attrazione) (5 pt) — 5

6 — Tabella $I$ vs $n$ in attrazione

Non indica alcun accorgimento (v. risposta 8): 0,2 pt/mis (max 2 pt) — (2) Indica almeno un accorgimento (v. risposta 8): 0,5 pt/mis (max 5 pt) — (5) Ottiene valori di $I$ in eccesso o in difetto rispetto ai corrispondenti in repulsione (v. risposta 4) che sono sicuramente coerenti con l’accorgimento (v. risposta 8) 1 pt/mis (max 10 pt) — 10

7 — Spiegazione dell’instabilità dell’equilibrio in attrazione

Spiegazione corretta completa chiara (15 pt) — 15

Forza elettr. varia al variare della distanza tra le bobine (0,5 pt), aumenta o diminuisce (0,5 pt) — (1) Considera i tre momenti delle tre forze in gioco (1 pt) — (1) Effetto equilibratore del peso del giogo (3 pt) — (3) Confronto tra momento del peso del giogo e “delta-momento” di forza elettrodinamica (4 pt) — (4) Dipendenza dal valore della corrente $I$ della stabilità o meno (5 pt) — (5) Spiegazione chiara (1 pt) — (1)

8 — Accorgimenti

Usa la mano o sostegno mobile per influire su scostamenti da posizione orizzontale (2 pt) — (2) Usa sostegno fisso opportunamente (5 pt) indicando errori in eccesso o in difetto per $I$ (5 pt) — 10

totale — 45

Altri accorgimenti significativi (2 pt/accorgimento max 10 pt) [annotarli a pie’ di pagina] BONUS

TOTALE — 115

Topic: Magnetism, Rotational Dynamics, Circuits Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis, Graph Linearization, Error Propagation Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Error Propagation Objects: Coil, Beam Fonte: Testo (PDF) — p.1 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Sigla: Correttori

Physics Olympics 2013 National competition Experimental test The Commission shall adopt implementing acts in accordance with Article 21 of this Regulation.

The Commission shall adopt implementing acts in accordance with Article 21 of this Regulation.

Max points, points.

1 Average distance between coils

Correct measurement, clearly described (1 pt) 1 Plausible value (7 10 mm) with uncertainty (1 pt) 1 Espressione corretta della misura $d$ (1 pt) — 1

**2 1 cm2 weight of aluminium foil **

Correct measurement clearly described (1 pt) 1 Maximize the arms: arm > 9 cm (0.5 + 0.5 pt) 1 The following table shows the results of the calculation: Correct consistent calculation (2 pt) 2 Value with at least two significant digits and minus $\Delta m_1$ from $3,39\cdot 10^{-3}\text{g}$: $\Delta m_1\le 0,1\cdot 10^{-3}\text{g}$ (5 pt) — $\Delta m_1=0,2\cdot 10^{-3}\text{g}$ (2 pt) — $\Delta m_1>0,2\cdot 10^{-3}\text{g}$ (0 pt) — 5 Uncertainty of direct and indirect measurements (1 + 1 pt) 2 Correct expression of the measurement (1 pt) 1

Total 25

3 — Corrente $I$ vs $n$ in repulsione

Clear table (1 pt), with unit of measurement (1 pt), uncertainties of $I$ (1 pt) 3 Reliable values for $I$, with any repetitions for a given $n$ (0,5 pt/mis → max 10 pt) 10 Formula $I^2=kn$ or equivalent (2 pt) 2 Correct calculation of $k$ by linear graph or linear regression with calculator (10 pt) by weighted arithmetic mean (5 pt) 10 Value with at least two significant digits and minus $\Delta k$ from the reference values (see paragraphs 1 and 2). Table 3 to 4 $|\Delta k|\le 0,002{\text{A}}^2$ (5 pt) — $|\Delta k|=0,003{\text{A}}^2$ (2 pt) — $|\Delta k|>0,003{\text{A}}^2$ (0 pt) — 5 The value of the uncertainty of $k$ (2 pt) 2 Correct expression of the measurement (1 pt) 1

4 — Forza elettrodinamica vs $I$ in repulsione

Correct and clear mathematical procedure (4 pt) Write the formula $F=k^{\prime }{I}^2$ or equivalent (2 pt) 2 Value of $k^{\prime }$ consistent with the mass measurement of the samples and $k=I^2/n$ (2 pt) 2 The value of the uncertainty of $k^{\prime }$ (2 pt) 2 Correct expression of the measurement (1 pt) 1

Total 45

5 — Circuito per correnti concordi

Drawing, including limited to modifications only, correct (4 pt) clear (1 pt) 5 Performs the circuit (at least one measurement of $I$ in attraction) (5 pt) 5

6 — Tabella $I$ vs $n$ in attrazione

It does not indicate any concern (see paragraphs 1 and 2). The following is the list of the following: Indicate at least one approach (see. The following information is provided by the Commission: Obtains values of $I$ in excess or defective of the repulsion equivalent (see paragraphs 1 and 2). Answer (4) The Commission has already adopted a number of proposals for a new approach to the protection of workers. The following information shall be provided:

7 Explanation of the instability of the equilibrium in attraction

Full correct explanation clear (15 pt) 15

Electrical power. varies as the distance between the coils varies (0,5 pt), increases or decreases (0,5 pt) (1) Consider the three moments of the three forces at play (1 pt) (1) Balancing effect of the weight of the yoke (3 pt) (3) Comparison between moment of the weight of the yoke and delta-moment of electrodynamic force (4 pt) (4) Dependence on current value $I$ of stability or not (5 pt) (5) The Commission shall adopt implementing acts in accordance with Article 21 of Regulation (EC) No 1272/2009.

8 — Accorgimenti

Use the hand or mobile support to influence horizontal position deviations (2 pt) (2) Use fixed support appropriately (5 pt) indicating excess or defective errors for $I$ (5 pt) 10

Total 45

Other significant amounts (2 pt/max 10 pt) [note at the bottom of the page] BONUS

Total of the total

Topic: Magnetism, Rotational Dynamics, Circuits Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis, Graph Linearization, Error Propagation Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Error Propagation Objects: Coil, Beam Fonte: Testo (PDF) — p.1 Soluzione: Soluzioni (PDF)