Dal temporale alla psicologia

Materia PAG.

Mappa schematica....................................................................3

Scienze………………………………………………….……...4

Fisica……….…………………………………………………..7

Italiano…………………………………………………………9

Filosofia……………………………………………………….13

Inglese………………………………………………………...16

Bibliografia…………………………………………………..19

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Mappa schematica

Fisica Italiano

SCIENZE FILOSOFIA

Inglese

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SCIENZE

ARGOMENTO: IL TEMPORALE e SUA ORIGINE

I temporali sono fenomeni particolarmente violenti e di breve durata (massimo qualche ora),

frequenti soprattutto nel periodo estivo e nella fascia equatoriale.

Tali perturbazioni si possono verificare attraverso due differenti dinamiche, per cui possiamo

distinguere tra TEMPORALI DI CALORE e TEMPORALI FRONTALI.

Nel primo caso il temporale si genera a seguito della risalita di una massa d’aria calda, carica di

umidità (bolla d’aria): in tal modo si origina la maggior parte dei temporali estivi, a seguito di

giornate molto calde e, di conseguenza, di un’alta evaporazione.

Nell’altro caso invece il temporale si verifica quando una massa d’aria calda stazionaria incontra

un fronte freddo.

In entrambi i casi la perturbazione si sviluppa in 3 fasi.

Un sistema temporalesco è costituito da più cellule dotate di propria circolazione. Inizialmente

l’aria calda, essendo più leggera dell’aria circostante tende a salire generando instabilità

atmosferica (fase di sviluppo); successivamente il vapore acqueo tende a condensare (dopo aver

raggiunto il limite di saturazione e grazie alla presenza di nuclei di condensazione) formando

nubi cumuliformi, più precisamente cumulonembi.

Al loro interno troviamo una serie di correnti con diverse temperature, in particolare correnti

ascendenti, calde, e correnti discendenti, fredde, che portano ad un abbassamento della

temperatura al suolo, anche attraverso raffiche di vento e per questo l’acqua cade a scrosci:

questa è la fase di maturità.

L’ultima fase, detta di dissipazione, è il

momento in cui il temporale si esaurisce;

ciò avviene quando si riduce la differenza

di temperatura tra il suolo e l’aria in quota

(differenza che aveva innescato il

fenomeno), poiché l’aria al suolo si è

raffreddata.

In estate, grazie al forte riscaldamento dei bassi strati dell’atmosfera, l'instabilità dell'aria è

maggiore che in inverno, di conseguenza alle medie latitudini (e nelle nostre regioni), i temporali

sono prevalentemente un fenomeno estivo e pomeridiano. Tuttavia, condizioni di instabilità

atmosferica possono manifestarsi anche nei mesi freddi, in quanto non necessariamente il

riscaldamento dal basso è il responsabile dello squilibrio troposferico. Infatti afflussi di aria

molto fredda in quota su aria fresca e umida nei bassi strati possono rendere la troposfera

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instabile generando, anche se non frequentemente, significative correnti ascendenti con

formazione di nubi, precipitazioni, separazioni di cariche, fulmini e tuoni.

Il temporale è un fenomeno che affascina,

poiché ad esso sono associati altri fenomeni,

che lasciano a bocca aperta, che al momento

non sappiamo spiegare, che fanno rimanere

svegli la notte a guardare il cielo illuminarsi a

giorno, che ai piccoli fanno paura…

I fenomeni correlati ai temporali hanno da

sempre affascinato e turbato l’uomo tanto che

i fulmini, nell’antichità, venivano associati

alle divinità: in particolare nella cultura greca

era Zeus che scagliava i fulmini

Omero lo descriveva come signore degli dei, dio del cielo, della pioggia e del fulmine. In ogni

modo Zeus è sempre stato il "padre" ovvero la guida naturale degli dei e dell'umanità. Come

divinità celeste, Zeus sviluppa due principali sfere di attività, una fisica e un'altra morale; tutti i

fenomeni meteorologici sono di sua competenza: è lui che invia il tuono e il lampo, sua arma

tradizionale è la saetta; egli produce anche la pioggia, il vento, e, conseguentemente, il bel

tempo, essendo bivalente, al pari di tutti gli dei dell'antica Grecia. Caratteristico degli dei celesti

di molte popolazioni il sovrintendere alla condotta dell'umanità, che essi possono osservare da

una posizione sopraelevata (spesso si attribuiscono loro poteri sovrannaturali di vista e udito. In

generale i Greci affermano che Zeus vede e governa ogni cosa, tiene nota di tutto ciò che gli

uomini compiono, oltre a possedere innumerevoli spie che si aggirano per la terra e a lui

riportano notizia di ciò che vi succede. La più antica e caratteristica forma di vendetta di Zeus è

l'inviare un fulmine contro l'offensore o anche un'epidemia contro una comunità colpevole

(secondo la concezione comune che la malattia era causata da particolari condizioni

atmosferiche).

Questi fenomeni possono essere giustificati scientificamente, utilizzando analisi, metodi e

strumenti della fisica applicata alla meteorologia.

I fulmini sono scariche elettriche ad alta tensione generate da forti differenze di potenziale

elettrico all’interno della nube, tra nube e nube o tra nube e suolo. In condizioni di stabilità,

l’atmosfera è sede di un campo elettrico con cariche positive dirette verso la superficie terrestre,

che è invece caricata negativamente. La differenzia media di potenziale è di 300 000 volt e

l’intensità del campo diminuisce con la quota. Questo campo elettrico viene perturbato dal

passaggio di un nube temporalesca. All’interno di essa vi è un campo tripolare con cariche

elettriche positive in alto e in basso separate da una fascia di cariche negative che, secondo

misurazioni effettuate con vari metodi, si trovano di solito alla quota in cui la temperatura è

intorno ai –15°C. Tra aree a carica diversa possono svilupparsi differenze di potenziale

dell’ordine anche del centinaio di volt. La nube si comporta quindi come un generatore

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elettrostatico in grado di separare cariche di segno opposto concentrandole in regioni diverse. Il

campo elettrico che si genera tra esse o tra una di esse e il suolo aumenta fino a quando si

sviluppa una scarica simile alla scarica elettrostatica che si sviluppa nei giorni secchi e ventosi

tra la chiave dell’auto e il buco della serratura (dimensioni a parte).

Una scarica tra nube e suolo inizia con raffiche di ioni che si muovono velocemente verso il

basso ad intervalli di 15-100 millisecondi, seguendo traiettorie a zig-zag, con velocità di circa

105 m/s (scarica guida). In prossimità del suolo incontrano una corrente di ioni opposta che si

sviluppa in particolare da oggetti appuntiti; si determina così un canale di aria ionizzata tra la

nube e il suolo lungo il quale si produce una più violenta scarica di ritorno, che è il fulmine vero

e proprio. Questa è la scarica che noi vediamo, ma per effetto ottico a noi pare che si sviluppi in

verso contrario.

Tale scarica è in grado di trasferire verso la nube una corrente la cui intensità media è dell’ordine

di 10 000 Ampere. A distanza di centesimi di secondo si può ripetere la scarica guida seguita

immediatamente da un secondo fulmine.

Le scariche all’interno delle nubi, che producono i lampi, si producono più facilmente quando la

base del cumulonembo è più distante dal suolo.

Nelle immediate vicinanze di un fulmine l'aria si surriscalda velocemente, arrivando fino a

temperature di circa 30000°C, quindi si espande con violenza e rapidità provocando un'onda

d'urto molto forte che si propaga sotto forma di onde sonore (il tuono).

.L’intensa onda sonora è quindi percepibile anche a parecchi chilometri di distanza.

Dato che il suono si propaga a circa 340 metri al secondo, mentre la velocità della luce si

propaga a circa 300.000 km/s, passa un cero intervallo di tempo tra la visione del fulmine e la

percezione acustica del tuono.

Se vogliamo calcolare la distanza tra noi e il fulmine, è sufficiente moltiplicare per 340 i secondi

che passano tra il lampo e il tuono. FISICA

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ARGOMENTO: DIFFERENZA di POTENZIALE

ELETTRICO

Per poter capire più a fondo i fenomeni metereologici sopra descritti è necessario approfondire la

definizione di differenza di potenziale. d.d.p.:

la differenza di potenziale è la condizione necessaria per generare corrente elettrica. Per poter

capire meglio il concetto pensiamo a due serbatoi d’acqua collegati alla base da un tubo.

Se nei due serbatoi si ha lo stesso livello d’acqua, questa rimane ferma. Se invece l’acqua

raggiunge altezze differenti, l’acqua tenderà a spostarsi dal serbatoio con livello più alto a quello

con livello più basso per ripristinare l’equilibrio che avevamo inizialmente.

Negli impianti elettrici il tubo che collega i due serbatoi è un cavo elettrico, attraverso il quale

passa corrente elettrica. La differenza sta qui nel potenziale elettrico, che prende il nome di

differenza di potenziale elettrico o tensione.

Se aumentiamo la differenza di potenziale, aumenta l’intensità di corrente.

La differenza di potenziale si misura in Volt(V).

Il concetto di potenziale elettrico dipende fortemente dall’energia potenziale: infatti per

definizione

∆V = ∆U/q

Dove ∆U è appunto la differenza di energia potenziale e con q indichiamo una carica di prova,

che spostandosi da un punto A ad un punto B, passando quindi da potenziale U a U (nel

A B

momento in cui su essa agisce una forza conservativa).Allora ∆U=U -U può essere definito

B A

anche come il lavoro compiuto per andare da A a B cambiato di segno, quindi il lavoro per

passare dal punto B al punto A. Per cui ∆U=U -U = - W = W .

B A A,B BA

Dalla definizione di lavoro posso giungere a quella di potenziale.

Infatti il lavoro è dato dal prodotto scalare tra la forza e lo spostamento

W = F·r=∑ F· ∆r

BA

Ponendo ∆r = dr cioè uno spostamento infinitesimale, possiamo passare dall'operazione di

sommatoria a quella di integrale a∫b F dr.

Sapendo che la forza, forza elettrica, data dalla legge di Coloumb è data dal rapporto tra il

prodotto delle cariche e il quadrato della distanza, moltiplicato per una costante k, la formula

b 2

equivalente è: ∫ k*((Q *Q )/r )dr.

a 1 2

Secondo le proprietà degli integrali posso portare fuori dal segno di integrale tutte le costanti :

b 2

k* Q *Q ∫ (1/ r )dr ; k* Q *Q /r + c.

1 2 a 1 2 7

La definizione di differenza di energia di potenziale fornisce una variazione della grandezza

interessata. Sorge quindi la necessità di scegliere una condizione di zero in modo da poter

definire l’energia potenziale in un solo punto, che scelgo. La convenzione usuale consiste nel

porre uguale a zero l’energia potenziale di due cariche puntiformi poste a distanza infinita.

Per cui facendo tendere a infinito la distanza r(r∞) trovo che la costante c=0.

In generale possiamo definire a nostra la scelta la condizione di zero del potenziale.

Scelta tale condizione in un punto B, si può definire come potenziale elettrico V nel punto A

A

come: V -V = V - 0 = V .

A B A A

Sostituendo le diverse formule , il potenziale di una carica puntiforme viene definito:

V =k*(Q/r):tale risultato ci conferma che tale grandezza è indipendente dalla carica di prova. Nel

p

caso in cui un campo elettrico vi fossero più cariche puntiformi per poter calcolare il potenziale

elettrico,dato il fatto che possiamo calcolare l'energia potenziale totale sommando l'energia

potenziale di ogni singola carica, possiamo fare la somma algebrica dei potenziali di ogni singola

carica ed ottenere così il potenziale totale del campo.

Le cariche positive di natura si muovono da punti a potenziale maggiore a punti a potenziale

minore, le cariche negative invece si muovono al contrario.(ricordando la formula ∆V= -W/q).

Infatti se ∆U= ∆V* q, se q è positiva, allora ∆V < 0, viceversa ∆V ricordando che ∆U è

> 0,

definito come il lavoro da A a B cambiato di segno (- W )

AB

V Q > 0 r

Q < 0 8

L’unità di misura del potenziale elettrico è J/C. Tale unità di misura è detta anche Volt: 1V= 1 J /

1 C.