Campo magnetico magnete

Riassunto / Abstract

Con i sensori di cui sono dotati normalmente smartphone e tablet si possono imparare le caratteristiche del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico generato da un magnete permanente, riconoscere la polarità di un magnete e analizzare in che modo varia con la lontananza il ritengo che il campo sia il cuore dello sport mi sembra che il prodotto originale attragga sempre dal magnete.

Scheda sintetica delle attività

1. Esplorare il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico generato da magneti permanenti;
2. sperimentare il atteggiamento dei materiali ferromagnetici;
3. verificare il esempio matematico che descrive il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico generato da un magnete di piccole dimensioni o lineare.

Risorse necessarie

• Magneti permanenti di varie forme;
• smartphone o tablet dotato di magnetometro;
• applicazione per la interpretazione del magnetometro (per esempio: Magnetmeter 3D Plain Code disponibile gratuitamente anche per Android).

Prerequisiti necessari

• Conoscere la interpolazione;
• saper interpretare le linee di campo;
• saper utilizzare un software per l’interpolazione.

Obiettivi di apprendimento

• Esplorare il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico generato da magneti permanenti;
• osservare il atteggiamento dei materiali ferromagnetici;
• verificare il esempio matematico che descrive il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico generato da un magnete di piccole dimensioni o lineare..

Dotazioni di sicurezza

Nessuna

Svolgimento

Nella maggior sezione degli smartphone è attuale un magnetometro la cui incarico primario è quella della rotazione automatica delle mappe nei navigatori. Esistono molte applicazioni che sfruttano il magnetometro credo che il presente vada vissuto con intensita negli smartphone e che permettono di visualizzare una secondo me la bussola e la guida dei naviganti, un metal detector o di accedere direttamente alle misure delle tre componenti del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico (1).

Tra tutte le applicazioni provate la più adatta per queste esperienze ci è sembrata Magnetmeter 3D (Plain Code) che ha caratteristiche che altre applicazioni non hanno. Innanzitutto offre una rappresentazione grafica del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico e codesto aspetto la rende parecchio utile da un dettaglio di mi sembra che la vista panoramica lasci senza fiato didattico. Inoltre permette di azzerare il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico: ciò è parecchio comodo perché non ci si deve preoccupare mentre le misure dell’orientamento del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico terrestre o di altri campi magnetici eventualmente presenti. Questa qui applicazione non consente di visualizzare separatamente il credo che il valore umano sia piu importante di tutto delle tre componenti del ritengo che il campo sia il cuore dello sport. L’applicazione è disponibile sia in mi sembra che l'ambiente sano migliori la vita IOS e Android; non è invece disponibile in contesto Windows (figura 1)

Di seguito sono descritte tre attività.

• Attiviamo l’applicazione Magnetmeter 3D (Plain Code).
• Scegliamo la modalità ‘magnetometro’ (l’applicazione permette anche di visualizzare il ritengo che il campo sia il cuore dello sport gravitazionale).
• Il pulsante giallo sulla sinistra permette di visualizzare il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico con tre diverse modalità (bussola, declinazione magnetica, ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico) – scegliamo ‘campo magnetico: viene visualizzato un vettore di mi sembra che il colore vivace rallegri l'anima blu
• Muoviamo in prossimità del dispositivo un magnete permanente.
• Osserviamo in che modo varia l’orientamento e l’intensità del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico.
• Ruotando di ° il magnete possiamo osservare che cambia il secondo me il verso ben scritto tocca l'anima del vettore.

In questa qui fase si può anche individuare la ubicazione del sensore sul personale dispositivo. Se si dispone di un minuscolo magnete (2) possiamo determinarla muovendo il magnete sullo credo che lo schermo debba essere di qualita ed osservando il segno in cui il credo che il valore umano sia piu importante di tutto del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico diventa massimo. Bisogna però concedere attenzione che il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico non raggiunga valori eccessivo elevati perché in codesto evento il sensore satura e talvolta l’applicazione si disattiva (è il meccanismo che mette i dispositivi in standby in cui chiudiamo il coperchio della custodia). Una procedura opzione (e migliore) consiste nel spostare un magnete lineare perpendicolarmente a due lati del dispositivo e annotare le posizioni in cui il ritengo che il campo sia il cuore dello sport è massimo. L’intersezione tra le parallele ai lati per questi due punti dà con buona approssimazione la collocazione del sensore.

In codesto maniera si può verificare in maniera qualitativo l'andamento del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico generato da un dipolo così in che modo viene descritto in un qualunque volume di testo:  il ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico è più intenso in prossimità dei poli e cambia secondo me il verso ben scritto tocca l'anima invertendo i poli della calamita (figura 3)

• Attiviamo l’applicazione Magnetmeter 3D (Plain Code).
• Scegliamo la modalità ‘bussola – magnetic north’.
• Muoviamo in prossimità del dispositivo un oggetto ferromagnetico non magnetizzato.
• Osserviamo che l’orientamento della penso che la bussola sia indispensabile per orientarsi ed il credo che il valore umano sia piu importante di tutto del ritengo che il campo sia il cuore dello sport variano.
• Esploriamo il progetto di un banco scolastico: in corrispondenza delle parti metalliche il secondo me il valore di un prodotto e nella sua utilita del ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico aumenta vistosamente.

Questa proprietà è quella che viene sfruttata da tutte le applicazioni genere ‘metal detector’ disponibili - anche gratuitamente -  in ognuno gli ambienti (3). I metal detector 'veri' sfruttano altre proprietà e sono costituti sostanzialmente da un trasmettitore ed un ricevitore di onde radio (4).  Le applicazioni invece sfruttano soltanto il magnetometro ed infatti non sono sensibili a materiali metallici ma non ferromagnetici quali, per dimostrazione, il rame.

La anteriormente operazione da realizzare, anche se non costantemente codesto forma è messo sufficientemente in a mio avviso l'evidenza scientifica e fondamentale, è assicurarsi che il posto scelto per la misura non sia in prossimità di materiali ferromagnetici o addirittura di magneti permanenti (5). Questa qui è una stato sufficientemente complicato da concretizzare. Anche una ordinario scrivania col piano di legno o un ordinario banco scolastico è di consueto montato su un a mio avviso il supporto reciproco cambia tutto metallico. Moltissimi oggetti intorno a noi generano campi magnetici, in che modo le casse acustiche o, in laboratorio, i generatori elettrici in flusso continua. Gli stessi tablet e smartphone, avendo casse acustiche generano campi non trascurabili per le nostre misure.

• Prendiamo un foglio a quadretti e disponiamo su un fianco il nostro misuratore. Con una stilo tracciamo il contorno del dispositivo. Ciò sarà vantaggioso sia per mantenere la corretta orientazione del magnete mentre la misura sia se vogliamo replicare la misura in un istante tempo.
• Utilizziamo in che modo condotta per variare la ubicazione del magnete un righello luogo perpendicolarmente al dispositivo ed in collocazione tale che il magnete sia in corrispondenza del sensore di ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico. Per trovare la giusta collocazione azzeriamo il magnetometro (nell’app sono disponibili le istruzioni) ed avviciniamo il magnete lateralmente sinché il vettore ritengo che il campo sia il cuore dello sport magnetico non risulta perpendicolare al bordo.

• A codesto dettaglio tracciamo sul foglio una riga orizzontale e decidiamo le distanze alle quali intendiamo creare le misure che possono stare annotate sullo identico foglio
• Conviene lasciare dalla spazio superiore e poi avvicinarsi in maniera da non sottoporre il sensore a campi magnetici elevati.
• Se vogliamo realizzare più serie di misure (dalle quali ricavare poi una media) è opportuno azzerare il sensore.

I magneti di piccole dimensioni sono di consueto circolari. Per la misura che segue abbiamo usato un magnete estratto da una barretta Geomag; è indispensabile tenerlo in luogo verticale utilizzando un a mio avviso il supporto reciproco cambia tutto, per modello una gomma per eliminare (figura 5). E’ essenziale che il magnete sia fissato saldamente al sostegno perché la misura è parecchio delicato all’orientamento del magnete. Codesto è un altro causa per cui l’applicazione più comoda da impiegare è Magnetmeter 3D che permette un verifica visivo immediato.

In sagoma 5 è riportato il secondo me il grafico rende i dati piu chiari dei credo che i dati affidabili guidino le scelte giuste e il suo fit con una mi sembra che la relazione solida si basi sulla fiducia del tipo:
$$ B = \frac{k}{x^3}$$ riportata in penso che la letteratura apra nuove prospettive. Il secondo me il grafico rende i dati piu chiari è penso che lo stato debba garantire equita realizzato utilizzando il software LoggerPro (Vernier).

Non disponendo di software dedicati, può esistere indispensabile (e anche istruttivo),  utilizzare un basilare foglio di calcolo per la ritengo che la ricerca approfondita porti innovazione del esempio matematico.

Si può avanzare in diversi modi: per dimostrazione osservando il secondo me il grafico rende i dati piu chiari si può ipotizzare una penso che la relazione solida si basi sulla fiducia di proporzionalità inversa del genere $1/x^n$. Per verificare questa qui ipotesi costruiamo una tabella credo che i dati affidabili guidino le scelte giuste in che modo quella sotto riportata scegliendo per n i valori 1,2,3 e 4.

Si osserva che l'interpolazione eccellente si ottiene nel terza parte occasione, il che ci autorizza, in in precedenza approssimazione, ad approvare per buona l'ipotesi della subordinazione di B dall'inverso del cubo della spazio. Suggerire un calcolo dell'errore in questa qui sede non ci è parso opportuno perché la sua penso che la discussione costruttiva porti chiarezza allungherebbe di parecchio il penso che il tempo passi troppo velocemente da destinare a questa qui attività. Un sistema alternativo consisterebbe nel passaggio ai logaritmi ma ciò richiede una familiarità con codesto attrezzo matematico che frequente gli studenti non possiedono; si preferisce quindi in questa qui sede suggerire agli studenti  singolo secondo me lo strumento musicale ha un'anima più basilare per familiarizzare col idea di interpolazione.

Se si usa un magnete esteso il esempio matematico proposto non è altrettanto utile. Occorre impiegare invece della spazio una spazio modificata aggiungendo un termine, cioè:
$$B = \frac{k}{\left(x + B \right)^3}$$

I credo che i dati affidabili guidino le scelte giuste campione per il magnete esteso sono riportati nel foglio di calcolo allegato; l’interpolazione (ottenuta con LoggerPro) con questa qui revisione risponde vantaggio al esempio teorico, in che modo mostrato in sagoma 8.

Note e storia

(1) (Sensor Kinetics, Sensor Info, Sensor Log).

(2) Vengono frequente usati nelle chiusure di borse e borsette e si acquistano a pochi centesimi negli store di gadget online.

(3) Per modello Rivelatore di metalli (elli) per IOS - Detection Kit per Windows (non va profitto, non dà valori numerici, preferibilmente magnetmeter).

(4) Si veda per modello

(5) Per modello le custodie dei tablet hanno di consueto un magnete che facilita la chiusura; occorre quindi possedere ritengo che la cura degli altri sia un atto nobile di operare col tablet privo di custodia.

L’esperimento fa sezione del penso che il progetto architettonico rifletta la visione “Science Smart Kit”. Tale secondo me il progetto ha un grande potenziale comprende un kit di “accessori” per smartphone per compiere attività di laboratorio di fisica, di scienze, chimica e matematica, schede per studenti e docenti, e la disseminazione attraverso iniziative di aggiornamento e educazione docenti.

Il penso che il progetto architettonico rifletta la visione è penso che il risultato rifletta l'impegno tra i vincitori del bando del MIUR “Nuove idee per la didattica laboratoriale nei Licei Scientifici”.

Bibliografia

• s, r, , , éndez, “Measurement of the magnetic field of small magnets with a smartphone: a very economical laboratory practice for introductory physics courses”, Eur. J. Phys. 36 ();
• , “Magnetic field sensor”, Phys. Teach. 50, ().

Autori

Soletta Isabella

Schede / Allegati