Laboratorio di Fisica - Sei

l) Ricontrolla la perpendicolarità tra l’asse del solenoide e l’ago.
UNITÀ 25 • Il campo magnetico terrestre 135
m) Ripeti le istruzioni dalla f alla h, tenendo conto che l’ago ruoterà in direzione opposta rispetto a quella
precedente, per cui ruotando di – 45° dovrà fermarsi su Nord/Nord-Ovest.
La parte sperimentale vera e propria è terminata.
6 Raccolta dei dati
La tabella 1 riportata qui di seguito verrà completata dopo l’elaborazione dei dati, inserendo nella colonna
2 la lunghezza media del solenoide e nella colonna 6 l’intensità del campo magnetico generato dalla
corrente all’interno del solenoide. I valori da noi messi nelle caselle sono semplici dati campione.
(Le colonne 3 e 7, riguardanti le incertezze, devono essere utilizzate solo su indicazione del docente.)
Tabella 1
1 2 3 4 5 6 7
n. lettura N
M (cm)
Dx()
(cm)
I
(A)
Dx(I)
(A)
BS =m0NI/ (◊ 10
Dx(BS) -4 T) (◊10-4 T)
I 25 24,9 0,1 0,28 0,02 0,35 0,03
II 25 24,9 0,1 0,30 0,02 0,38 0,03
7 Elaborazione
Per quanto riguarda la lunghezza l, ne calcoliamo il valore medio l M tra i due valori di l 1 ed l 2, e lo trascriviamo
nella colonna 2:
l
M =
l + l
2
1 2
24, 8 + 25, 0
=
= 24, 9 cm
2
(Per la corrispondente incertezza Δx(l), nel caso ti venga richiesta, consulta il punto 7 della parte I della
Scheda 2.)
A questo punto, possiamo calcolare B S. Ricordando che il valore della permeabilità magnetica μ 0 è
4 ⋅π⋅10 −7 T ⋅ m/A e che la lunghezza va scritta in metri, abbiamo:
N ⋅ I
– 7 25 ⋅ 0, 28
− 7
− 4 – 4
BS
= μ0= 4π ⋅10 ⋅
= 353, 27 ⋅10
= 0, 35327 ⋅10≅ 0, 35 ⋅10
T
l
0, 249
(Per determinare la sua incertezza, utilizzando per π almeno sei cifre significative π =3,14159, puoi trascurare
l’incertezza di μ 0, così come di N. Rimangono solo le incertezze di I ed l, cioè di un semplice rapporto...)
8 Analisi dei risultati e conclusioni
Dato che quando l’angolo dell’ago magnetico è di 45° si ha BT = BS, allora, per valutare la plausibilità dei
tuoi risultati, che ovviamente dovrebbero essere vicini fra loro, devi tenere presente che in generale il
campo magnetico terrestre assume valori che vanno da 0,3 ⋅ 10−4 T fino a 0,7 ⋅ 10−4 T circa.
Se hai fatto uso anche della propagazione degli errori, allora puoi valutare la coerenza fra BS(I) e BS(II), tramite
la verifica della compatibilità fra i rispettivi intervalli di indeterminazione (come illustrato in figura 5).
I fattori che indubbiamente condizionano la prova sono legati alle seguenti circostanze:
• non vengono valutate le incertezze sugli angoli dell’ago della
bussola;
0,32 ⋅10
• le spire del solenoide sono piuttosto distanti fra loro, a scapito
dell’uniformità del campo magnetico dentro il solenoide;
• abbiamo considerato la permeabilità magnetica del vuoto
anziché dell’aria.
−4 T
⋅10−4 0,35 0,38
T
0,35 0,38 0,41
Figura 5
S. Fabbri, M. Masini – Phoenomena, Laboratorio di Fisica – © 2011, SEI Società Editrice Internazionale, Torino