OII 2013 Nazionale Sperimentale · Copertina e istruzioni

Misura la distanza media tra i centri delle due bobine a bilancia scarica, con striscia posta sui sostegni, in posizione orizzontale. Quanto vale? Come hai proceduto?

Topic: Electromagnetism Metodi: Physical Modeling, Free-Body Diagram Competenze: Measurement & Instrumentation, Physical Reasoning Objects: Coil Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Measure the average distance between the centres of the two discharge-balance coils, with a strip on the supports, in a horizontal position. How much is it worth? How did you do?

Usa la striscia di plastica come se fosse una normale bilancia a bracci, e la parte restante del foglio di alluminio, che puoi ritagliare e piegare come meglio credi. Per mezzo del punto per cucitrice, di massa $0.198 \pm 0.002$ g, determina la massa (in grammi) di ogni centimetro quadrato del foglio di alluminio, assumendo che questo sia di spessore uniforme. Quanto vale? Come hai proceduto?

(Domande 1, 2 – 40 punti. Risposte a pag. 1)

Topic: Newtonian Mechanics, Elasticity & Materials Metodi: Free-Body Diagram, Error Propagation, Physical Modeling Competenze: Measurement & Instrumentation, Error Propagation Objects: Lever Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Use the plastic strip as if it were a normal balance scale, and the remaining part of the aluminum foil, which you can cut and fold as you see fit. By means of the staple, of mass $0.198 \pm 0.002$ g, determine the mass (in grams) of each square centimeter of the aluminum foil, assuming that it has uniform thickness. What is it worth? How did you proceed?

(Questions 1, 2 – 40 points. Answers on p. 1)

Solution: Soluzioni (PDF)

Disponi via via i pesi campione sulla bilancia e regola la corrente per mezzo del reostato, fino ad ottenere l’equilibrio. Non superare la corrente di $0.50$ A, per non scaricare troppo la batteria. Riporta in una tabella le misure della corrente $I$ ed il corrispondente numero $n$ di campioni. Dai tuoi dati sperimentali, ricava una formula che rappresenti la relazione tra $I$ ed $n$ . Se nella formula compaiono delle costanti, precisane il valore e l’unità di misura.

Topic: Electromagnetism, Circuits Metodi: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Physical Modeling Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization Objects: Coil, Resistor, Battery Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Dispose the sample weights on the balance and adjust the current through the reostate until balance is achieved. Do not exceed the current of $0.50$ A, so as not to discharge the battery too much. Report the current measurements $I$ and the corresponding sample number $n$ in a table. From your experimental data, it draws a formula that represents the relationship between $I$ and $n$ . If constants appear in the formula, specify the value and unit of measurement.

Dai tuoi dati sperimentali, ricava una formula che rappresenti la relazione tra l’intensità della forza elettrodinamica $F$ e l’intensità di corrente $I$ . Se nella formula compaiono delle costanti, precisane il valore e l’unità di misura.

(Domande 3, 4 – 80 punti. Risposte a pag. 2 e 3)

Topic: Electromagnetism, Magnetism Metodi: Experimental Data Analysis, Biot-Savart Law, Physical Modeling Competenze: Experimental Data Analysis, Mathematical Modeling Objects: Coil Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

From your experimental data, derive a formula that represents the relationship between the magnitude of the electrodynamic force $F$ and the magnitude of the current $I$ . If any constants appear in the formula, specify their value and unit of measurement.

(Questions 3, 4 – 80 points. Answers on pages 2 and 3)

Solution: Soluzioni (PDF)

Predisponi l’apparecchiatura in modo che la forza tra le bobine sia attrattiva. Quali modifiche apporti all’apparecchiatura? Disegna il circuito.

Circuit diagram for coil series connection

Topic: Electromagnetism, Circuits Metodi: Physical Modeling, Free-Body Diagram Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Coil, Battery Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Set the equipment so that the force between the coils is attractive. What changes are you making to the equipment? Draw the circuit.

The following table shows the number of units of the vehicle:

Riporta in una tabella le misure della corrente $I$ ed il corrispondente numero $n$ di campioni, con forza attrattiva.

Topic: Electromagnetism, Magnetism Metodi: Experimental Data Analysis, Physical Modeling Competenze: Experimental Data Analysis, Measurement & Instrumentation Objects: Coil Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Report the current measurements $I$ and the corresponding sample number $n$ in a table, with attractive force.

Avrai notato che l’equilibrio della bilancia è più difficile da ottenere con forza attrattiva. Come spieghi questa difficoltà?

Topic: Electromagnetism, Newtonian Mechanics Metodi: Physical Modeling, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: Coil Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

You may have noticed that balance of the balance is more difficult to achieve with attractive force. How do you explain this difficulty?

Individua qualche accorgimento per rendere più agevole la misurazione della corrente $I$ necessaria per l’equilibrio. Hai a disposizione spessori di plastica e di carta, che possono aiutarti. Descrivi brevemente come hai proceduto.

(Domande 5, 6, 7, 8 – 80 punti. Risposte a pag. 4)

Topic: Electromagnetism, Newtonian Mechanics Metodi: Physical Modeling, Experimental Data Analysis Competenze: Measurement & Instrumentation, Physical Reasoning Objects: Coil Fonte: Testo (PDF) — p.3 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Identify some expedients to make the measurement of the current $I$ required for equilibrium easier. You have available plastic and paper shims, which can help you. Briefly describe how you proceeded.

(Questions 5, 6, 7, 8 – 80 points. Answers on p. 4)

Solution: Soluzioni (PDF)

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