martedì 21 febbraio 2017

QUANTITA' DI MOTO ED ENERGIA RELATIVISTICA

In fisica classica la quantità di moto di un corpo di massa m che si muove con velocità v rispetto ad un sistema di riferimento è così definita: p=mv
dove p e v sono vettori.

Uno dei principi fondamentali della fisica è la legge di conservazione della quantità di moto : la quantità di moto totale di un sistema di corpi si mantiene costante. (anche se il suo valore cambia cambiando sistema di riferimento).

Perchè rimanga valido tale principio bisogna modificare la definizione di p che in relatività diventa:
dove m0 è la massa del corpo misurata nel sistema SOLIDALE con il corpo (rispetto al quale il corpo è fermo)
per valori di v<0,4c la definizione coincide con quella classicaInfatti la definizione di quantità di moto si considera il tempo proprio : 



 Allo stesso modo perchè continui a valere la LEGGE DI CONSERVAZIONE DELL'ENERGIA si deve ridefinire l'energia totale di un corpo di massa m e velocità v :
ossia:
e nel caso v=0m/s (sistema SOLIDALE con il corpo e corpo FERMO rispetto al sistema di riferimento) l'energia non è nulla come in fisica classica ma è data da:
E0=mc²   (detta ENERGIA A RIPOSO)

Quindi un corpo possiede energia per il solo fatto di possedere una massa. La massa è quindi una forma di energia. ( EQUIVALENZA TRA MASSA E ENERGIA)
L'energia cinetica è invece data dalla differenza tra l'energia totale e quella a riposo:
Se v=c l'energia cinetica diverge a infinito. Dunque un corpo può raggiungere la velocità della luce solo se gli viene fornita un'energia cinetica infinita. Quindi è IMPOSSIBILE per un corpo dotato di massa raggiungere la velocità della luce che rimane la massima velocità possibile.
LIMITE DI VELOCITA' DEL COSMO = c
Questo si spiega anche in questo modo:
Un corpo aumentando la sua velocità aumenta anche la sua massa relativistica e quindi la sua inerzia .Per aumentare ulteriormente la sua velocità necessiterebbe di una sempre maggiore energia.

per velocità <0,4c l'energia relativistica si può approssimare a : 

In fisica relativistica la massa non si conserva ma continua a conservarsi l'energia. Infatti una certa quantità di massa puo' essere persa perchè trasformata in energia:
 
 Un grammo di massa è equivalente a E=9x10^13J che è un valore di energia enorme.
Segue una video lezione di dinamica relativistica:
Segue una semplice, chiara discussione sull'equivalenza MASSA - ENERGIA di una nota trasmissione radio:
 

lunedì 20 febbraio 2017

I VIDEO DEL CONCORSO VIDEOEXPERIMENTA DEL LICEO LEOPARDI MAJORANA DI PORDENONE


Ecco i primi video di esperimenti che partecipano al concorso realizzati dagli alunni del biennio scientifico del Liceo "Leopardi Majorana" di Pordenone .
Ricordo che è ancora possibile partecipare. Realizzate il vostro video di un esperimento di fisica e inviatelo scrivendo a profsergiolamalfa@gmail.com. CLICCA QUI

Potete votare i lavori con un "I LIKE" (per votare entra nella visualizzazione Youtube). Ricordo che il video che a fine anno scolastico risulta più votato verrà premiato nella festa d'Istituto di giugno.


 3 ESPERIMENTI DA FARE IN CASA
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Video realizzato dall'alunno Lovisa Marco della classe 2E scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone. 
 
ESPERIMENTI DI OTTICA
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Video realizzato dagli alunni Zorzetto Sofia e Celot Eleonora della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone. 

RIFRAZIONE DELLA LUCE : nel primo esperimento riusciamo a vedere una moneta posta sul fondo di una bacinella solo se la ricopriamo con dell’acqua, grazie al fenomeno della rifrazione; nel secondo esperimento  osservato l’immagine di una candela accesa al variare della sua distanza un obiettivo fotografico usato come lente.

APPARIZIONI
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Video realizzato dagli alunni Giovanni Gattolini e Francesco Fabbro della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.


PROPAGAZIONE DELLA LUCE: mettiamo una moneta sul fondo di un contenitore: riusciamo a vederla solo se riempiamo il contenitore con dell’acqua, questo grazie al fenomeno della rifrazione, cioè della deviazione della direzione di un raggio luminoso quando passa da un mezzo materiale ad un altro; ma l’acqua in un recipiente fa anche modificare la direzione di una freccia posta dietro al recipiente stesso

FRECCE E BICCHIERI
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Video realizzato dagli alunni Dardengo Riccardo, De Ros Marco , Magris Federico E Pascon Mattia della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

FRECCE: nell'esperimento abbiamo osservato e poi spiegato, utilizzando le leggi della rifrazione,  un semplice fenomeno: due frecce disegnate su un foglio cambino direzione  e dimensioni se le poniamo, a distanze diverse,  dietro ad un bicchiere riempito di acqua o di olio

LEGGI DELLA RIFLESSIONE
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Video realizzato dagli alunni Bacchin Giovanni, De Filippo Antonio, Mazzon Carlo, Nigris Giacomo della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone. 

RIFLESSIONE DELLA LUCE: Facendo passare un raggio luminoso attraverso una fenditura, abbiamo verificato che la luce si propaga in linea retta. Utilizzando uno specchio piano abbiamo verificato la legge della riflessione della luce.

LEGGI DELLA RIFRAZIONE
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  Video realizzato dagli alunni Bacchin Giovanni, De Filippo Antonio, Mazzon Carlo, Nigris Giacomo della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone. 

RIFRAZIONE DELLA LUCE: grazie a questo esperimento abbiamo osservato come i raggi luminosi vengano deviati nel loro “cammino” quando passano da un mezzo materiale ad un altro. Solo dopo aver versato dell’acqua in un contenitore con una scritta sul fondo riusciamo a distinguere quest’ultima da lontano: merito della deviazione dei raggi luminosi

MOTO RETTILINEO UNIFORME
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Video realizzato dagli alunni Boktor Antonio, Bonino , Piccinin Alberto della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

PIANO INCLINATO: abbiamo verificato che un corpi si muove lungo un piano inclinato di moto uniformemente accelerato

RIFRAZIONE E RIFLESSIONE CON LASER
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Video realizzato dagli alunni Erica Bava, Marta Castellarin, Marta Mentil, Anna Savoia della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

RIFLESSIONE E RIFRAZIONE: Puntando un raggio luminoso verso una struttura di plexiglass abbiamo verificato che gli angoli di incidenza sono uguali a quelli di riflessione e che gli angoli di rifrazione, al variare di quelli d’incidenza, verificano la legge di Snell. 

  PIANO INCLINATO
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Video realizzato dagli alunni Barato, Colombo della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

PIANO INCLINATO: abbiamo voluto verificare che una lattina riempita con glicerina tende a muoversi di moto uniforme lungo un piano inclinato, a causa delle forze d’attrito presenti tra glicerina e lattina e tra lattina e piano


MOTI UNIFORMI E VARI
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Video realizzato dagli alunni Bianchet Alberto, Olivotto Paolo, Vivan Filippo della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.
MOTI UNIFORMI E VARI: il primo esperimento è sul moto rettilineo uniforme: facendo rotolare una pallina liscia su un tavolo ben levigato, verifichiamo che la sua velocità media è costante; gli altri due esperimenti sono sul moto accelerato e decelerato, osservando il moto di una macchinina

IL FUOCO DI UNA LENTE
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Video realizzato dagli alunni  Alberto Cuciniello, Giacomo Martini, Enrico Venier e Luca Zaghis della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

IL FUOCO DI UNA LENTE: posizioniamo un palloncino sul fuoco di una lente convergente illuminata dai raggi solari; dopo un po’ il palloncino scoppierà perché i raggi luminosi, praticamente paralleli tra loro, convergono nel fuoco, surriscaldando la plastica del palloncino

LEGGE DELLA RIFRAZIONE
Video realizzato dagli alunni  Ceppi Margherita e Cicuta Alessia della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.
RIFRAZIONE DELLA LUCE : i due fenomeni analizzati possono essere spiegati utilizzando le leggi della rifrazione della luce. Possiamo così capire perchè riusciamo a vedere una scritta fatta sul fondo di una bacinella solo se la ricopriamo con dell’acqua e anche perché delle frecce disegnate su un foglio cambino direzione  e dimensioni se le poniamo, a distanze diverse,  dietro ad una bottiglia trasparente riempita d’acqua


FENOMENO DI RIFRAZIONE
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Video realizzato dagli alunni  Dell'Agnolo Nicolò, Dell'Agnolo Matteo, Mazzolin Sofia e Saletti Giorgia  della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.


RIFRAZIONE: abbiamo verificato che i raggi luminosi quando passano da un mezzo materiale ad un altro cambiano la propria direzione di propagazione
 

ANGOLO LIMITE CON LASER
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Video realizzato dagli alunni  Bortolin Mattia e Santarossa Francesco  della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.


RIFLESSIONE TOTALE. nell’esperimento variando l’angolo di incidenza che un raggio laser forma con la superficie di separazione aria-acqua, siamo riusciti ad evidenziare il fenomeno della riflessione totale

PIANO INCLINATO
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Video realizzato dall'alunno Stefano Lento e Vivan Filippo della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

PIANO INCLINATO: analizzando il moto di una biglia lungo un piano inclinato ho verificato la diretta proporzionalità quadratica tra spazio percorso e tempo impiegato a percorrerlo

OTTICA CON OBIETTIVO
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Video realizzato dagli alunni  Bianchet Alberto, Olivotto Paolo, Vivan Filippo  della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

LENTI  Utilizzando come lente un obiettivo fotografico abbiamo proiettato l’immagine di una candela su una parete e osservato l’immagine al variare della distanza della candela dalla nostra lente.

MIRAGGIO
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Video realizzato dall'alunno Stefano Lento  della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.


MIRAGGIO :una moneta posta sul fondo di una bacinella e inizialmente non visibile, “appare” ai nostri occhi se versiamo sopra di essa dell’acqua; questo perchè i raggi luminosi quando passano da un mezzo materiale ad un altro cambiano la propria direzione di propagazione
 

VERIFICA DELLA LEGGE DI SNELL
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Video realizzato dagli alunni Boktor Antonio, Olivotto Paolo, Piccinin Alberto della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.



VERIFICA DELLA LEGGE DI SNELL: abbiamo verificato la legge della rifrazione della luce quando passa attraverso un contenitore riempito d’acqua: bastano pochi materiali d’uso comune, fantasia e precisione
 

OSSERVAZIONI SULLA RIFRAZIONE
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Video realizzato dall'alunno Mattavelli Federico della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

INDICE DI RIFRAZIONE DEL PLEXIGLASS 
Video realizzato dagli alunni Melanie Marzinotto e Denise di Paciani della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.


LA RIFRAZIONE: abbiamo verificato il legame tra angolo di incidenza e di rifrazione, facendo passare un raggio laser attraverso un prisma di plexiglass, trovando la conferma sperimentale della legge di Snell
LE LEGGI DELLA RIFRAZIONE
Video realizzato dall'alunna Fassetta Elisa della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

IMPLOSIONE DELLA LATTINA
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Video ed esperimento realizzato da Lorenzo Pastrello della 2Es del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: Si prende una lattina e la si riempe con un po' di acqua. La si pone sopra la fiamma di un fornello per scaldarla . Quando si forma il vapore la si rovescia con l'apertura verso il basso immergendola in acqua fredda di una vaschetta. Il vapore interno condensa e lascia una depressione interna. La pressione atmosferica esterna prevale e schiaccia la lattina.

PUNTINE E PALLONCINI

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Video realizzato da Poli Viviana della classe 2Es del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone : esperimento sul significato di pressione


LA SEPARAZIONE DEI FLUIDI

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Esperimento eseguito da Giovanni Maria Gaborin della classe 2Fs del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: Liquidi con diversa densità si scambiano di posto.La spiegazione è data dalla forza di Archimede.

Nell’esperimento sono stati utilizzati materiali e sostanze “povere” facilmente trovabili in tutte le case.Le sostanze anche se infiammabili non possono provocare nessun pericolo se si sta lontani dal fuoco.L’esperimento è basato sulla densità ma anche su alcune proprietà dei fluidi come la polarità o l’apolarità che rientra più nel mondo della chimica che della fisica.
I fenomeni coinvolti sono il principio di Archimede che si verifica perché i due fluidi hanno densità differenti; la polarità e l’apolarità dei fluidi che è determinate nella scelta di quest’ultimi.


COME COSTRUIRE UN HOVERCRAFT

Video realizzato da Margherita Morellato della classe 2Fs del liceo scientifico Leopardi Majorana di Pordenone: Come costruire un hovercraft in casa con materiale povero per dimostrare il moto di un corpo in assenza di attrito.


MOTORE ELETTRICO 

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Video realizzato da Altamura Elisa della 2FS del liceo scientifico Leopardi Majorana. Come costruire un motorino elettrico con materiale povero. Un avvolgimento di rame percorso da corrente in presenza di un magnete risente di una forza che lo mette in rotazione.


L'ACCELERAZIONE

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Video realizzato dagli alunni Alberto Cuciniello, Giacomo Martini, Enrico Venier e Luca Zaghis della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

MOTO ACCELERATO: abbiamo verificato che un corpo lasciato scivolare lungo un piano inclinato accelera, percorrendo spazi uguali in tempi via via minori



ESPERIMENTI DIVERTENTI

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Video realizzato da Giovanna Tellan della 2Es del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone. Vengono proposti una serie di semplici e divertenti esperimenti che si possono realizzare a casa con materiale povero. 


LASCIARE ANDARE LA PALLINA

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Video realizzato dagli alunni Bacchin Giovanni, De Filippo Antonio della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

Utilizzando tre metri snodati, abbiamo suddiviso un piano inclinato in spazi regolari, per dimostrare che il moto di una pallina lungo tale piano è uniformemente accelerato. 
Abbiamo determinato, grazie ai dati raccolti, la sua accelerazione.


MOTO SENZA ATTRITO

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Esperimento con materiale povero eseguito dall'alunno Luca Lombardo della 2Fs del Liceo Leopardi Majorana di Pordenone: sistema a cuscino d'aria privo di attrito.


ELETTROCALAMITA

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Esperimento realizzato da Biason Alberto della 2F liceo scientifico del liceo Leopardi Majorana di Pordenone: Come costruire un elettromagnete con un filo di rame, un chiodo e una batteria. Una corrente genera un campo magnetico e il ferro dolce del chiodo amplifica il campo generato.

IL MOTORINO
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Video realizzato dagli alunni Dardengo Riccardo, De Ros Marco , Magris Federico E Pascon Mattia della classe 2E scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

IL MOTORINO: il moto di un motorino ci ha permesso di analizzare il moto uniforme e uniformemente vario, calcolando i tempi impiegati a percorrere spazi uguali


PIANO INCLINATO

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Video realizzato dagli alunni Erica Bava, Marta Castellarin, Anna Savoia della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

PIANO INCLINATO: abbiamo analizzato il moto di una sfera lungo un piano inclinato di legno; dai dati raccolti e dalla loro elaborazione abbiamo potuto verificare che il moto avveniva con accelerazione costante


MOTO DEI GRAVI

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Video realizzato dagli alunni Saletti Giorgia e Marta Mentil della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

CADUTA DEI GRAVI: si vuole trovare, attraverso il lancio di una pallina da diverse altezze, che l’accelerazione con cui cade, cioè l’accelerazione di gravità, è costante



LA MACCHININA

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Video realizzato dagli alunni Bortolin Mattia e Santarossa Francesco della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

MACCHININA: usando il moto di una macchinina radiocomandata e le leggi del moto, abbiamo determinato la sua accelerazione

IL MOTO 

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Video realizzato dagli alunni Zorzetto Sofia e Celot Eleonora della classe 2B scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

MOTO DEI GRAVI: utilizzando il moto di caduta di un grave, uniformemente accelerato, e le sue leggi abbiamo ricavato sperimentalmente l’altezza di una palazzina

A FUOCO
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Video realizzato dagli alunni Barato, Colombo e Zorat della classe 2D scientifico del Liceo " Leopardi Majorana" di Pordenone.

FUOCO DI UNA LENTE: con l’esperimento abbiamo voluto dimostrare che i raggi luminosi paralleli all’asse ottico di una lente convergono nel suo fuoco; mettendo un tovagliolo di carta in corrispondenza del fuoco di una lente, siamo riusciti  a bruciarlo utilizzando i raggi solari e questa proprietà.

mercoledì 1 febbraio 2017

SIMULTANEITÀ DEGLI EVENTI IN RELATIVITA'

Due eventi che avvengono in un sistema S si dicono simultanei se si verificano nello stesso istante di tempo. 

Se una luce viene accesa al centro di un vagone di un treno, per un osservatore posto in treno i raggi di luce raggiungono l'inizio e la fine del vagone nello stesso momento: t1=t2
Siano x1 e x2 le coordinate dell'inizio  e della fine del vagone nel sistema S 
Se il treno si muove con velocità v rispetto l'osservatore posto a terra (la sua velocità è -v) i due eventi non sono simultanei. Infatti per le trasformazioni di Lorentz si ha:
i due eventi risultano simultanei per tutti gli osservatori solo se avvengono nello stesso punto x1=x2. Quindi non ha più senso parlare di simultaneità di due eventi perchè dipende dal sistema inerziale.
Nel seguente video si spiega il fenomeno :



1887 ESPERIMENTO DI MICHELSON MORLEY

Lo scopo dell’esperimento: misurare la velocità della Terra rispetto all’ETERE. ( NB: è contro il Principio di relatività)
Si pensava che la velocità di un fascio di luce rispetto all’etere dipendesse dalla velocità della Terra per la legge di composizione della velocità.
strumento utilizzato: interferometro
Un fascio di luce è suddiviso i due fasci che percorrono spazi uguali in direzioni perpendicolari per poi convergere in uno schermo. 
Se la velocità è diversa arrivano sfasati e si OSSERVA INTERFERENZA.
Secondo la fisica classica se il raggio si muove parallelo alla direzione del moto del sistema Terra impiega un tempo diverso rispetto a quello che si muove perpendicolarmente.