Decisione epocale del Sistema Internazionale di legare il chilogrammo e altre unità di misura alle costanti naturali

Versailles, Francia, 16 novembre 2018

Una rappresentanza di delegati di 60 paesi ha deliberato oggi a Versailles di attuare il cambiamento più significativo degli ultimi 130 anni del Sistema Internazionale delle unità di misura (SI). Per la prima volta, tutte le unità di misura saranno definite da fenomeni naturali piuttosto che da artefatti fisici. La decisione epocale è stata presa durante la 26ª Conferenza generale dei pesi e delle misure, svoltasi presso l’International Bureau of Weights and Measures.
Mentre i consumatori e la maggior parte delle industrie non noteranno impatti immediati, gli scienziati si aspettano che il cambiamento alla fine ispiri nuove tecnologie e riduca il costo della calibrazione dei processi industriali e degli strumenti scientifici.
Dopo decenni di lavoro scientifico pionieristico da parte degli Istituti Nazionali di Misurazione (NMI) di tutto il mondo, i delegati hanno deliberato di modificare la definizione di chilogrammo e di altre tre unità base SI: corrente elettrica (Ampere), temperatura (Kelvin) e quantità di sostanza (mole). Le nuove definizioni entreranno in vigore a partire dal 20 maggio 2019, Giornata mondiale della metrologia, che celebra l’istituzione del Sistema Internazionale dei pesi e delle misure (SI), avvenuta nel 1875.

L’articolo completo è disponibile all’indirizzo:
https://www.nist.gov/news-events/news/2018/11/historic-vote-ties-kilogram-and-other-units-natural-constants

La notizia pubblicata sul sito dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM):
https://www.inrim.it/evento/26deg-conferenza-generale-dei-pesi-e-delle-misure

I dettagli delle nuove definizioni delle unità di misura sono disponibili all’indirizzo:
https://www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/

Esercizio con la calcolatrice grafica

Un carrello da laboratorio di massa 405 g si sta muovendo con una velocità di 0,393 m/s in direzione di una molla. Durante l’urto la molla esercita sul carrello una forza il cui andamento nel tempo è rappresentato dalla funzione:

F(t) = cos [π · (|t – 1,15| – |t – 1,65|)]

Calcola: a) l’impulso trasferito dalla molla al carrello; b) la velocità del carrello dopo l’urto; c) la durata dell’urto; d) la forza media esercitata dalla molla.

N.B. La calcolatrice deve essere impostata su rad. Se non hai una calcolatrice grafica puoi utilizzare il simulatore on-line della NumWorkshttps://www.numworks.com/simulator/

 Calcolatrice NumWorks

 Calcolatrice Casio Graph 90+Efx-CG50

 Calcolatrice Casio fx-9750GII / fx-9860GII

Risultati: a) 0,3183 kg m/s; b) 0,393 m/s; c) 0,50 s; d) 0,6366 N

Esercizi per la 3F

  1. Un aereo si trova 50 km a Nord rispetto a Torino e sta viaggiando con una velocità di 950 km/h in una direzione che forma un angolo di 35° verso Est rispetto alla direzione Nord. Calcola in quale istante la distanza da Torino sarà di 400 km.
    [0,3769 ore = 22,6 minuti]
  2. Una corda viene arrotolata intorno ad una puleggia di raggio 15 cm e tirata con una forza costante. La puleggia, partendo da ferma, accelera con un’accelerazione angolare di 0,72 rad/s^2. Calcola in quanto tempo la puleggia compie 10 giri, la velocità angolare e tangenziale finali, le accelerazioni tangenziale e centripeta finali.
  3. Una ruota di raggio 50 cm scende da un’altezza di 5,2 m lungo un piano inclinato di 30° con un’accelerazione tangenziale di 2,45 m/s².
    Calcola quanto tempo impiega a scendere e quali sono le sue velocità angolare e tangenziale finali.
    Con quale ritardo deve essere fatto scivolare un corpo privo di attrito lungo lo stesso piano inclinato per farlo arrivare in fondo nello stesso istante della ruota.
    [t = 2,91 s; v = 7,14 m/s; om = 14,28 rad/s; t = 2,06 s; ritardo = 0,85 s]
  4. Un corpo si muove su una circonferenza di raggio 1,5 m con un periodo di 0,85 s. Scrivi le leggi per x, v, a del moto armonico generato dalla proiezione dell’ombra del corpo suddetto lungo l’asse y; rappresenta anche graficamente le funzioni x(t), v(t), a(t).

Esercizi di Fisica per le classi 2F e 2A

1) Un blocco di massa 15 kg si trova su un piano orizzontale sul quale è presente un coefficiente di attrito statico pari a 0,25. A questo blocco è legata una corda attaccata, all’altro capo, ad un blocco di massa m incognita posto su di un piano inclinato di 40° sul quale c’è lo stesso coefficiente di attrito statico. Calcola:
a) quale deve essere il valore di m affinché l’intero sistema possa mettersi in movimento;
b) con quale accelerazione si muove l’intero sistema, una volta in moto, sapendo che il coefficiente di attrito dinamico è pari a 0,12.
[m >= 8,3098 kg; a = 1,1689 m/s²]

2) Una pallina di plastilina di massa 25 g e raggio 1 cm, cade nell’acqua con regime turbolento. Sapendo che l’acqua ha una densità di 1000 kg/m³, calcola utilizzando un intervallo dt per l’integrazione numerica di 0,1 s la posizione e la velocità a t = 0,2 s. Cr = 0,4
[metodo Eulero base: 0,098 m; 1,718625153 m/s;
metodo di Eulero modificato: 0,293975863 m; 1,718625153 m/s]

3) Un corpo di massa 80 kg è posto su un piano sul quale c’è un coefficiente di attrito pari a 0,35. Una persona spinge il corpo dall’alto verso il basso con un angolo di 25° rispetto all’orizzontale e una forza di 380 N. Calcola: a) quanto vale la forza di attrito; b) il lavoro della forza di attrito, quando il corpo viene spostato di 9,2 m.
[330,61 N; -3041,6 J]

4) Una macchinina di massa 120 g viene lanciata da un bambino con una velocità di 1,2 m/s su per una salita. Calcola fino a che altezza giunge la macchinina prima di fermarsi. Il bambino, in realtà, vuol fare superare alla macchinina un piccolo dosso di altezza 15 cm; con quale velocità deve lanciare la macchinina per riuscire nel suo intento?
[7,347 cm; 1,715 m/s]