IISS “Stenio”di Termini Imerese – sezione Professionale
Uda: Strumentazione
di base e misure
Assi: Matematico e scientifico-tecnologico
A.S. 2012-2013
Classe 1^ B
Alunni: Dellaira Jan Giuseppe
Salvatore Paino
•
Matematica (per i prerequisiti relativi alle potenze)
•
Tecnologie dell’ informazione e della comunicazione (TIC)
(per la realizzazione della presentazione in PowerPoint)
•
Tecnologie e tecniche di rappresentazione grafica (TTRG)
•
Laboratori tecnologici ed esercitazioni
•
Scienze integrate (Scienze della terra e biologia)
•
Scienze integrate ( Fisica)
•
Scienze integrate (Chimica)
Tecnologie e tecniche di rappresentazione grafica (TTRG)
Sistema internazionale di unità di misura (SI)
Grandezze fondamentali
Grandezza
Unità di misura
Simbolo
Intervallo di tempo
secondo
s
Lunghezza
metro
m
Massa
chilogrammo
Kg
Temperatura
kelvin
K
Quantità di sostanza
mole
mol
Intensità di corrente elettrica
ampere
A
Intensità luminosa
candela
cd
Grandezze
Nome
Simbolo
Definizione
Area
Metro quadrato
m2
Volume
Metro cubo
m3
Densità o massa volumica
Chilogrammo al metro cubo
Kg/m3
Forza
Newton
N
N=Kg*m/s2
Pressione
Pascal
Pa
Pa=N/m2
Energia,calore,lavoro
Joule
J
J=N*m
Velocità
Metri al secondo
m/s
Accelerazione
Metro a secondo quadro
m/s2
Potenza
Watt
W
W=J/s
Carica elettrica
Coulomb
C
C=A*s
Differenza di potenziale elettrico,
forza elettro motrice
Volt
V
V=J/C
Resistenza
Ohm
Ω
Ω=V/A
Frequenza
Hertz
Hz
Hz=1/s
Fattore di moltiplicazione
Nome
Simbolo
Valore
10 24
Yotta
Y
1000000000000000000000000
10 21
Zetta
Z
1000000000000000000000
10 18
Exa
E
1000000000000000000
10 15
Peta
P
1000000000000000
10 12
Tera
T
1000000000000
10 9
Giga
G
1000000000
10 6
Mega
M
1000000
10 3
Chilo
k
1000
10 2
Etto
h
100
10 1
Deca
da
10
10 -1
Deci
d
0.1
10 -2
Centi
c
0.01
10 -3
Milli
m
0.001
10 -6
Micro
μ
0.000001
10 -9
Nano
n
0.000000001
10 -12
Pico
p
0.000000000001
10 -15
Fento
f
0.0000000000000001
10 -18
Atto
a
0.0000000000000000001
10 -21
Zepto
z
0.0000000000000000000001
Mercurio: dista dal sole
57.895.200 km
Venere: dista dal sole 108.160.000 km
Terra: dista dal sole 149.600.000 km
Marte: dista dal sole 227.990.000km
Giove: dista dal sole 778.378.000 km
Saturno: dista dal sole 1.427.030.000 km
Urano: dista dal sole 2.869.320.000 km
Nettuno: dista dal sole 4.495.480.000 km
Indicata con l’abbreviazione U.A., rappresenta la distanza media tra la Terra ed il
Sole e vale circa 150 milioni di chilometri
(precisamente 1,496 x 108Km).
1 UA = 1,496 x 108Km
•
Come si può facilmente comprendere, la scala delle distanze del Sistema Solare riguarda
valori che interessano miliardi di chilometri, difficilmente comprensibili dal nostro cervello,
non facilmente confrontabili fra loro e scarsamente utilizzabili anche a fini matematici. Per
questo è stata adottata l’UA.
•
L’UA, pertanto, rappresenta una distanza nota (Terra – Sole), da poter utilizzare per
comprendere le distanze esistenti all’interno del nostro sistema solare.
La tabella chiarisce meglio il concetto
PIANETA
MERCURIO
Distanza in Km
Distanza in UA
Diametro in Km
57.895.200
0,387
4.864
VENERE
108.160.000
0,723
12.104
TERRA
149.600.000
1
12.756
MARTE
227.990.000
1,524
6.796
GIOVE
778.378.000
5,203
142.988
SATURNO
1.427.030.000
9,539
120.660
URANO
2.869.320.000
19,18
51.118
NETTUNO
4.495.480.000
30,05
49.500
Dalla tabella risulta immediata la comprensione della distanza di qualsiasi pianeta
dal Sole.
Giove, per esempio, dista dal Sole 5,203 volte la distanza Terra – Sole (5,203 UA).
Nettuno dista dal Sole 30,5 volte la distanza Terra – Sole (30,5 UA).
Con l’introduzione dell’UA permettiamo al cervello di elaborare un modello del
Sistema Solare di facile comprensione e se vogliamo possiamo ottenere,
velocemente, la misura esatta in Km; basterà infatti, moltiplicare l’UA specifica del
pianeta preso in considerazione (es.: Giove = 5,203 UA) con il valore unitario
dell’UA, pari a 1,496 x 108Km.
Distanza in Km di Giove dal Sole:
Dati:
1UA = 1,496 x 108Km
Distanza Giove – Sole = 5,2 UA
5,2 UA x 1 UA = 5,2 UA x 1,496 x 108Km = 778.368.000 Km
Adesso è tutto più facile!
MISURE DI MASSE
OBIETTIVO DELL’ESPERIENZA:
Determinazione della massa incognita di un corpo.
RIFERIMENTI TEORICI
La MASSA è una grandezza fisica che può essere definita
operativamente con una procedura di confronto tra grandezze.
STRUMENTO DI MISURA: BILANCIA A BRACCI UGUALI è formata
da un supporto rigido su cui oscilla un braccio alle cui estremità
si appendono due piattelli. Una scala graduata visualizza la
posizione di equilibrio della bilancia(scarica), corrispondente allo
zero della scala.
METODI DI MISURA:
1) METODO DELLA PESATA SEMPLICE:
consiste nel portare su un piattello la massa incognita M da misurare
e nell’altro piattello le masse necessarie per portare la bilancia in equilibrio;
l’uguaglianza fra le masse permette di scrivere la seguente relazione:
M = m1 + m2 + m 3+ m4 + m5 + m6 + m7+……
2) METODO DELLA DOPPIA PESATA:
si effettuano due pesate indipendenti, ponendo prima la Massa incognita
sul primo piattello e le masse note sul secondo. Quindi si ripete la stessa
operazione ponendo la massa incognita sul secondo piattello e le masse note
sul primo. Il valore finale si ottiene calcolando la media aritmetica
M =( M1 + M2 )/2
STRUMENTI E MATERIALI USATI:
Una bilancia a bracci uguali, dotata della relativa massiera
Sensibilità della bilancia: 50 mg
Portata della bilancia: 200g
Oggetto di cui si vuole misurare la massa.
PROCEDIMENTO:
Prima di effettuare la misura vera e propria bisogna azzerare la bilancia.
Infatti i due bracci sono leggermente sbilanciati
e la bilancia pende un poco da una parte.
A tale scopo bisogna spostare su una vite
le piccole masse che si trovano alle estremità dei bracci.
Effettuiamo quindi la misura con i 2 metodi di pesata.
DATI SPERIMENTALI OTTENUTI
PESATA SEMPLICE
m1
(g)
m2
(g)
m3
(g)
m4
(g)
m5
(g)
m6
(g)
m7
(g)
m8
(g)
20
10
5
2
2
0,5
0,2
0,1
M = m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 + m7 + m8 = 39,80 g
DOPPIA PESATA
1
m1
(g)
m2
(g)
m3
(g)
m4
(g)
m5
(g)
m6
(g)
m7
(g)
m8
(g)
m9
(g)
20
10
5
2
2
0,5
0,2
0,1
0
m1
(g)
m2
(g)
m3
(g)
m4
(g)
m5
(g)
m6
(g)
m7
(g)
m8
(g)
m9
(g)
20
10
2
2
5
0,5
0,2
0,05
0,04
2
M1 = m1 + m2 + m3+ m4 + m5 + m6 + m7 + m8 = 39,80 g
M2= m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 + m7 + m8 + m9 = 39,79 g
M = (M1 + M2 )/2 = (39,80 + 39,79)/2 = 39,79 g
ELABORAZIONE DEI DATI SPERIMENTALI
VALORE MEDIO = (Ms+Mdp)/2 = (39,80 + 39,79 )g/2 = 39,795 g = 39,79 g
ERRORE ASSOLUTO = ( VALORE MAX – VALORE MIN )/2 = (39,80 - 39,79)g/2 = 0,005 g = 0,01 g
ERRORE RELATIVO = ERRORE ASSOLUTO / VALORE MEDIO = 0,01g/39,79g = 0,0002
ERRORE PERCENTUALE = ERRORE RELATIVO x 100 = 0,02 %
VALORE DELLA MISURA = VALORE MEDIO + o – ERRORE ASSOLUTO
(39,79 – 0,01)g < m < (39,79 + 0,01)g
39,78 g < m < 39,80 g
• TEMPO IMPIEGATO = 1 ora
• CONCLUSIONI – gli obiettivi sono stati pienamente raggiunti
• EVENTUALI OSSERVAZIONI – l’esperienza è stata abbastanza
interessante
• DIFFICOLTA’ INCONTRATE – nessuna
• EVENTUALI MODIFICHE PROPOSTE - nessuna
La densità dei liquidi.
•
Titolo:
•
Obiettivo: Determinare la densità dell’acqua e dell’olio e inoltre dimostrare che la
densità è una grandezza derivata e intensiva (la densità non dipende dalla massa).
Materiali adoperati: Becher.
Strumenti di misura: Bilancia e cilindro graduato.
Reagenti: Acqua e olio.
Cenni teorici: La densità o massa volumica è data dal rapporto massa e volume, (d = m/v cioè
densità = massa/volume). Le unità di misura sono:
Kg/dm3
g/cm3
g/ml
La densità non dipende dalla quantità di materia, è una grandezza intensiva. La densità è un
valore caratteristico per ogni sostanza. La densità è una grandezza derivata perché deriva
dalla grandezza massa e volume, aumentando la massa di un corpo aumenta
proporzionalmente il volume e il rapporto tra massa e volume resta costante.
•
•
•
•
Procedimento: Abbiamo prelevato con il cilindro graduato 10ml di acqua e abbiamo
visto la relativa massa con la bilancia, è stato fatto lo stesso procedimento con gli
altri quantitativi di acqua determinando sperimentalmente massa e volume. Avendo
i dati sperimentali (massa e volume) ci siamo calcolati la densità dell’acqua con la
seguente formula d = m/v i valori delle diverse prove sono stati riportati nelle
tabelle. Lo stesso procedimento è stato fatto per l’olio.
Tabelle e grafici dell’acqua
MISURE
MASSA CILINDRO
(g)
MASSA CILINDRO
+ MASSA ACQUA
(g)
MASSA ACQUA
(g)
1°
80,7
90,7
10
2°
80,7
100,8
20,1
3°
80,7
109,9
29,2
Massa acqua: (massa cilindro + massa acqua) – massa cilindro
Massa acqua1: 90,7–80,7= 10g
Massa acqua2: 100,8-80,7= 20,1g
Massa acqua3: 109,9-80,7= 29,2g
MISURE
MASSA ACQUA
(g)
VOLUME ACQUA
(ml)
DENSITÀ ACQUA
(g/ml)
1°
10
10
1
2°
20,1
20
1,01
3°
29,2
30
0,97
Densità media dell’acqua = d1+d2+d3 : 3 = 1+1,01+0,97 : 3= 0,99 1g/ml
densità 1g/ml
Grafico relativo dell’ acqua
m (g)
U
m H2O (g)
29.2
V H2 O (ml)
2 cm
20.1
10
10
20
30
V (ml)
10
10
20.1
20
29.2
30
Tabella relativa all’olio
MISURE
MASSA CILINDRO
(g)
MASSA CILINDRO +
MASSA OLIO
MASSA OLIO
(g)
1°
80,8
89,8
9
2°
80,8
99,1
18,3
3°
80,8
109,9
29,1
Massa olio: (massa cilindro + massa olio) – massa cilindro
Massa olio1: 89,9-80,8= 9g
Massa olio2: 99,1-80,8= 18,3g
Massa olio3: 109,9-80,8= 29,1g
MISURE
MASSA OLIO
(g)
VOLUME OLIO
(ml)
DENSITÁ OLIO
(g/ml)
1°
9
10
0,9
2°
18,3
20
0,91
3°
29,1
31
0,90
d. olio1= m/v = 9/10 = 0,9g/ml
d. olio2= m/v = 18,3/20 = 0,90g/ml
d. olio3= m/v = 29,1/31 = 0,94g/ml
densità media dell’olio=d1+d2+d3 : 3 = 0,9+0,90+0,94 : 3= 0,91g/ml
densità media dell’olio = 0,91g/ml
Grafico relativo all’olio
m (g)
m (g)
U
2 cm
29.1
18.3
9
10
20
31
V (ml)
V (ml)
9
10
18.3
20
29.1
31
CONCLUSIONE:
Abbiamo determinato sperimentalmente la densità dell’acqua che è uguale a
1g/ml e la densità dell’olio che è uguale a 0,91g/ml. Quindi abbiamo
dimostrato che la densità è una caratteristica delle sostanze. Abbiamo inoltre
dimostrato che la densità è una grandezza derivata come si vede dai calcoli e
che è una grandezza intensiva come si vede dalla tabella. Dai grafici si può
notare come la massa e il volume sono due grandezze direttamente
proporzionali.
IISS “Stenio”di Termini Imerese – sezione Professionale
Uda: Strumetazzione di base e misure
Assi: Matematico e scientifico-tecnologico
A.S. 2012-2013
Classe 1^ B
Alunni: Dellaira Jan Giuseppe
Salvatore Paino