Simulazione di seconda prova fatta dal Prof - Digilander

MISURA DI VELOCITA’ IN UNA CONDOTTA D’ACQUA
Per prima cosa, studiati “L’effetto Hall” e “La tensione di Hall” negli appunti. Una lettura del
paragrafo “Il selettore di velocità” non fa male. Dopodiché, guarda con attenzione il Video on-line
“Effetto Hall per una condotta d'acqua”. Fatto questo, inizia la tua relazione.
PROBLEMA
Ti hanno affidato il compito di misurare la velocità di scorrimento dell’acqua in una condotta (velocità
V0). Per fare questo, decidi di usare un metodo elettromagnetico affine all’effetto Hall.
La condotta è schematizzata in Figura 1. L’asse x indica il verso di scorrimento dell’acqua, B0 il campo
magnetico inserito nella condotta da due magneti posti sopra e sotto di essa, R è il raggio della
condotta..
Figura1
Poni un campo magnetico B0 perpendicolare al flusso dell’acqua: dopo pochissimi istanti si produce
una tensione ai bordi della condotta (tensione V) che è tanto maggiore quanto più velocemente
scorre l’acqua. Misurando questa tensione ottieni la misura della velocità V0.
Descrivi brevemente la tua tecnica di misura, sia dal punto di vista teorico che sperimentale. In
particolare:
Spiega perché l’introduzione di un campo magnetico B0 induce una tensione ai bordi della
condotta. In particolare: spiega perché il campo magnetico B0 separa gli ioni+ dagli ioni-; perché si
genera un campo elettrico dentro la condotta e qual è l’intensità di questo campo elettrico.
La Figura 2 mostra la condotta vista frontalmente, con il verso del flusso dell’acqua uscente dal
foglio : disegna in Figura 2 il verso che ha il campo elettrico nei punti (A) , (B) , (C) della condotta.
Inoltre: spiega perché si genera la tensione ai bordi della condotta e come questa tensione
dipende dalla velocità V0. Quale altra grandezza oltre a B0 devi misurare per ricavare V0 una volta
che hai misurato V?
Per misurare V poni due elettrodi a contatto con il liquido: sulla Figura 2 sono segnate 8 posizioni
(rettangolini rosso-scuro sul bordo della condotta). Segna con una croce la posizione dove
metteresti i due elettrodi affinché misurino la massima differenza di potenziale V. Indica anche
quale elettrodo riceve la tensione positiva.
Figura2
Stima il valore di V che misuri usando questi dati sperimentali: B0=0,01 T, V0=2m/s, R=60cm. La
precisione richiesta dalla misura è che l’errore su V0 sia ±0,01m/s: calcola la sensibilità con la quale
devi misurare V.
[Vi do la soluzione per il massimo valore di V che potete misurare: Vmax=V0B02R]