scheda dettaglio
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La forza della pressione Air pressure power
Due semisfere di plastica sono appoggiate una sull'altra a formare una "bolla".
con un fornelletto ad alcool facciamo "bruciare" un po' dell'aria dentro la bolla.
ci accorgeremo leggendo il barometro che la pressione interna diminuisce, di poco, ma quanto basta per rendere difficilissimo staccare le due semisfere con le mani.
Incredibile! l'aria che ci circonda ha una forza enorme!
We have a sphere made by two plastic and transparent semispheres.
Inside there are a barometer and a small alchool stove.
While burning inner air diminishes a so pressure.
Even if the gap between initial and final pressure is low, you will realize that is almost impossible to open the sphere.
It is amazing understand how powerfull is air around us.
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Antitrottola - Upside down spinning top
sembra una trottola come tante, ma quando la facciamo ruotare abbiamo la sorpresa di vederla capolvolgere su se stessa per continuare poi a ruotare sul picciolo, cioe' la punta che avevamo preso fra le dita per darle la spinta.
Non e' un trucco, ma il risultato di alcune leggi fisiche che operano durante il moto di questo oggetto!
It looks like an ordinary spinning top at first, but soon it flips over and spin on its head!
It is not a trick, but is actually the result of the laws of physics at work.
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Paradosso meccanico Mechanical paradox
ogni corpo a predilige posizioni più basse e più stabili.
ma è sempre vero?
Prendiamo due rotaie, in legno convergenti e dolcemente pendenti che formino un piano inclinato. Su questo rotola, senza sorpresa per nessuno, un cilindro (potrebbe essere un mattarello o un pezzo di tubo) dall'alto verso il basso.
Ora usianmo un altro oggetto, sagomato a doppio cono e sempre in legno: questo , lasciato libero di muoversi, va in direzione opposta rispetto al cilindro, infatti si dirige verso quello che lo spettatore ritiene essere "l'alto", lasciandolo letteralmente a "bocca a perta".
ma.. guardiamolo di profilo e cerchiamo il centro di gravità...
Every object prefers the lowest and most stable positions.
But is this always true?
We take two wooden rails and place them in the shape of the letter V on a flat table. we then incline the rails so that the tip of the V is lowered ever so slightly. When we place a cylinder (it could be a rolling-pin or some other kind of tube) across the rails, it rolls down the incline, towards the tip of the V, which is not surprising.
However, if we place another object, shaped in the form of a double cone, in the same position on the rails and then release it, it rolls up the incline! How can this be? Ah, but if we watch it from the side, and look at the path of the centre of gravity...
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Le biglie di Newton - Newton's cradle
Sono delle sfere di acciaio sospese con sottili fili di nylon ad un solido supporto metallico. Quando sono ferme tutte le sfere sono a contatto una con l’altra.
spostando una biglia e lasciandola cadere vedremo, quando questa colpisce la fila ferma, che soltanto la biglia all’estremità opposta subisce un rimbalzo allontanadosi velocemente, mentre quelle centrali restano praticamente immobili.
ripetiamo la prova spostando due biglie: rimbalzeranno le due biglie opposte!
Le biglie di Newton si spiegano con due leggi fisiche fondamentali: il principio di conservazione della quantità di moto e quello di conservazione dell’energia.
Newton’s cradle is a set of five steel spheres, each hanging by nylon thread from a solid metal support. When not moving, all of the spheres are in contact with one another. If a sphere at one end is pulled back and released, when it hits the remaining row of spheres, it stops, and the sphere on the opposite end of the row moves away. If instead one sphere on each end of the row is pulled back (by the same amount) and released, neither of these spheres stops when it hits the row, but each rebounds!
Newton’s cradle can be explained by two of the fundamental laws of physics: the principles of conservation of momentum and conservation of energy.
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Chi si ferma prima? Which stops first?
Due contenitori cilindrici praticamente identici, di ugual peso, pieni di pallini di piombo, oscillano su due guide sagomate ad arco.
facendo partire dall'alto e contemporaneamente i due cilindri, ci accorgiamo che uno dei due si arresta decisamente prima dell'altro.
cosa è successo:
nel cilindro oscilla sulla guida più a lungo i pallini sono strettamente serrati per mezzo di due dischi di plastica, in modo che non si possano muovere e che formino una massa unica con il contenitore che quindi il perde energia solo per l'attrito con la rotaia e con l'aria.
nel secondo cilindro invece i pallini hanno un spazio maggiore e sono liberi di muoversi all'interno del contenitore. durante il moto perdono energia disordinatamente in attriti interni a scapito del moto di insieme, quindi il cilindro si arresta rapidamente nel punto più basso della guida.
Two cylindrical containers, full of little lead beads and of approximately equal weight, are simultaneously released near the top of identical U-shaped tracks.
Each cylinder oscilates back and forth along the track moving a smaller and smaller distance up the track each time. Yet, they don't behave the same. One completes its motion and stops well before the other.
What is happening?
In the cylinder that oscillates the longest the beads are tightly packed between two plastic discs. In this way the beads cannot move, and so, form a solid mass with the container. In this case the cylinder loses energy only because of friction with the track and the air.
In the other cylinder however there are no plastic discs, so the beads occupy a larger space, are free to move about within the container, and consequently collide each other. This means that this cylinder loses energy not only due to friction with the track and the air but also due to the internal collision of the beads. As a result, this cylinder comes to a stop at the lowest point of the rail much sooner than the other.
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L'ostinato - Rattleback
fa parte della categoria delle trottole speciali. Fu scoperto da alcuni archeologi e fu chiamato anche pietra celtica.
ha un verso di rotazione preferenziale:
se fatto ruotare dalla parte "giusta", si mantiene il moto normalmente, se invece si fa ruotare "controsenso", dopo poco l'oggetto comincia ad oscillare sempre piu' stranamente e poi, si ferma quasi e riparte nell'altro senso.
il suo comportamento è dovuto ad una non-simmetria nella forma, che si puo' ottenere anche con una non simmetria nella distribuzione dei pesi.
Rattlebacks were discovered by archeologists and were originally called Celt stones. Rattlebacks are designed to only spin in one direction. If you try to spin it in the opposite direction a rattleback will slow down, stop, and reverse its direction.
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vedi anche:
Rattleback simulation
Rattleback at University of Illinois
Video of motion
How to make R.
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Il giroscopio, le ruote e la sedia girevole Gyroscope, wheels and revolving chair
Le ruote di bicicletta sono maneggevoli se ferme, mentre se ruotano non sembrano altrettanto docili, infatti oppongono resistenza ad ogni tentativo di cambiare la direzione dell'asse di rotazione.
Alcuni "giochi" per scoprire la conservazione del "momento angolare " del moto degli oggetti,
capire perche' in bicicletta non si cade e come funziona un giroscopio, strumento necessario per mantenere l'assetto nelle navi e negli aerei.
When not rotating, bicycle wheels are manageable, but that is not the case when they are spinning!
In this situation they resist every attempt to change the direction of the axis of rotation.
When you feel this resistance, you are experiencing one of the laws of physics - conservation of angular momentum. By playing with rotating wheels, spinning chairs and tops, you will see how this law influence the motion of objects. These are a few games in order to discover what is the conservation of “angular momentum” in the motion of objects.
In doing so, you will come to understand why you do not fall when riding a bicycle and why a gyroscope can be used to help ships and airplanes navigate.
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Pendoli accoppiati - Coupled pendulums
Questa esperienza è un esempio classico del trasferimento dell'energia.
I due pendoli sono solidali con lo stesso supporto e possono venire collegati in varie maniere, generalmente si fa con fili elastici, con molle ma si può sfruttare semplicemente anche l'elasticità del supporto stesso. facendo partire un pendolo, vedremo pian piano smorzarsi il suo moto, a favore del secondo pendolo che inizierà a muoversi, fino a raggiungere l'ampiezza massima, quando il primo pendolo sarà fermo. Ma subito il processo si inverte e il secondo pendolo rallenta, mentre il primo riparte....
Si potrà verificare che, se l' accoppiatore è poco efficace, l' alternanza dei due moti avviene con ritmo lento, ossia con periodo lungo.
Ed ecco la spiegazione fisica del fenomeno: il pendolo che viene azionato tende a trascinare con sé quello fermo tramite il moto del filo orizzontale (o dell'accoppiatore) ; quest' ultimo, partendo con un certo ritardo, ha l' effetto di agire da freno sul primo, rallentandolo. L' effetto va crescendo nel tempo finché i ruoli si scambiano.
This experience demonstrates a classic example of the transfer of energy.
Two pendulums are fixed to the same support and also connected together with elastic wires or spring or by simply using the elasticity of the support.
If we start one of the pendulums we see that it gradually stops oscillating, but while this is happening, we also see the second pendulum gradually start oscillating!
Furthermore, just as the first pendulum stops, the second reaches its maximum amplitude, and then the process starts all over again..
if the two pendulums are weakly coupled, the energy of motion transfers back and forth from one pendulum to the other very slowly.
For this to happen, the motion of the first is communicated to the second through the coupler, but with a certain delay. Once the second starts to move it has the effect of acting as a brake on the first, slowing it down. this effect grows over time until the first stops and the roles are exchanged.
per saperne di più:
http://www.ba.infn.it/~zito/museo/des65.html
http://www.walter-fendt.de/ph11i/cpendula_i.htm
http://www.exploratorium.edu/snacks/coupled_resonant_pendlm.html
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Il pendolo caotico
Chaotic pendulum
Lo lanci allontanandolo dal suo centro di riposo ed esso inizia ad
oscillare
come un qualsiasi pendolo, ma attenzione.....non va dritto come ti
aspetti!
Il pendolo non oscilla sempre sullo stesso piano, ma devia come spinto da una forza
misteriosa e descrive cerchi, poi ellissi e quindi ritorna su di un nuovo piano; ma non e'
finita.... esso riprende a girare e a compiere traiettorie curve in senso opposto a prima!
Sembra propio che questo pendolo si muova in modo assurdo....
Il fenomeno, come ti illustranno sul posto, dipende dal tipo di
attacco fra il filo del pendolo e il suporto che obbliga il pendolo a muoversi lungo una
"inaspettata quanto strana" traiettoria.
Il moto, come scoprirai, e' la sovvrapposizione di due possibili oscillazioni
diverse in frequenza, e quasi, quasi potresti immaginarti di vedere li' non un pendolo,
ma due accoppiati .....
Esistono due direzioni di oscillazione secondo le quali il pendolo si comporta come un pendolo singolo
questi rappresentano anche i piani di simmetria dei "piani preferenziali di oscillazione"
durante il moto caotico.
Questo tipo moto e' in realta solo apparentemente caotico in quanto puo' essere ricostruito
matematicamente unendo le equazioni del moto dei due pendoli che lo compongono.
When you launch the pendulum it starts ascillating.
At first it seems to be a normal pendulum but attention... but soon it changes its direction!
The pendulum does not oscillate on a plane, but it oscillates nearly in chaotic way, describing
now circles, then ellipses and therefore it seems to find a new oscillation plan.
The pendulum do not rest: it keeps on rotating, oscillating following almost absurd trajectories.
As you will be taugh here during the exibith, the phenomenon depends on the type of connection
between the thread of the pendulum and its base. With a particular but simple "trick" we obtain
this "chaotic" trajectory that is the result of the merging of two possible oscillations with
different frequency. It is not really a single pendulum, but it is the sum of two ones!
Observations: There are two directions of oscillation along which pendulum behaves as a
single one; these represent also the plane of simmetry for the two "preferential planes of oscillation"
during the chaotic motion.
This type motion is only apparently chaotic because it can be determined mathematically joining the
equations of the motion of the two pendulum that compose it.
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la forza della pressione
