BOX DI ESPERIMENTI 1.0

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1 BOX DI ESPERIMENTI 1.0 Materiali, istruzioni, e spiegazioni per la realizzazione di 20 esperimenti scientifici Italiano Gratuito per scopi educativi Richiedi la licenza >> Autore: Saso Zigon Consulente: Fedor Tomazic Redazione e correzione bozze: Peter Avbar, Nidja Tomazic Traduzione: Paola Mignosi, Mariapia Borghesan, Luca Sarasini Web page:

2 Tavola dei contenuti Esperimento Istruzioni Spiegazioni 1. Può l aria sostenere l acqua? p. 7 p Trasporto da un bicchiere all altro p. 8 p Il serbatoio di acqua p. 9 p Il sifone pp. 10, 11 p La campana subacquea p. 12 p La ventosa aspirante p. 13 p Il botto della siringa p. 14 p Il sollevatore idraulico pp. 15, 16 p Sparare una pallina p. 17 p Il palombaro cartesiano pp. 18, 19 p Perché le navi affondano? pp. 20, 21 p La graffetta galleggiante pp. 22, 23 p Perché la pallina rimbalza? p. 24 p Il dado che cade pp. 25, 26 p L attrito pp. 27, 28 p Il fischietto pp. 29, 30 p Il tappo magico pp. 31, 32 p Le bolle d aria pp. 33, 34 p La lente d acqua p. 35 p La forza elettrica p. 36 p. 56 Tieni premuto CTRL e clicca sul link! 2

3 Materiali: Un contenitore di plastica ( ) Un coperchio ( ) Un tubo di plastica ( ) Un pezzetto di tubo di plastica ( ) Due bicchieri di plastica ( ) Una pipetta o contagocce ( ) 3

4 Una bottiglia di plastica ( ) Una ventosa ( ) Una cannuccia ( ) Plastilina ( ) Una pallina di polistirene (polistirolo) ( ) Un dado metallico ( ) 4

5 Una siringa grande ( ) Una siringa piccola ( ) Tessuto ( ) Un batuffolo di cotone ( ) Un tappo metallico ( ) Un elastico di gomma ( ) 5

6 Una forchetta di plastica ( ) Una graffetta ( ) Un foglio di plastica ( ) Uno spago ( ) 6

7 Esperimento PUO L ARIA SOSTENERE L ACQUA? Materiali: un contenitore di plastica, un bicchiere di plastica, un foglio di plastica 1. Versa l acqua nel bicchiere arrivando circa a metà. 3. Solleva il bicchiere, sempre coperto dal foglio di plastica, e mantieniti sopra il contenitore. 2. Copri il bicchiere con il foglio di plastica. 4. Trattieni foglio e bicchiere e gira sottosopra il bicchiere in modo che il foglio di plastica rimanga sotto il bicchiere. Ora non trattenere più il foglio di plastica. Potrai vedere che l acqua non fuoriesce dal bicchiere. Attenzione però a non strizzare il bicchiere! Spiegazione >> 7

8 Esperimento TRASPORTO DA UN BICCHIERE ALL ALTRO Materiali: due bicchieri di plastica, una cannuccia 1. Riempi un bicchiere con acqua. Posiziona il bicchiere vuoto accanto al primo. 4. Togli la cannuccia dall acqua mantenendo il dito sull apertura superiore. Posiziona ora la cannuccia sopra il bicchiere vuoto. 2. Inserisci la cannuccia nell acqua.. 3. Posiziona il dito sulla cima della cannuccia. 5. Solleva il dito. L acqua scende nel secondo bicchiere. Ripeti la procedura più volte. Spiegazione >> 8

9 Esperimento IL SERBATOIO DI ACQUA Materiali: un contenitore di plastica, una bottiglia di plastica 1. Riempi il contenitore di acqua fino a circa metà. 3. Gira la bottiglia di plastica sottosopra e mantieni l apertura della bottiglia nel contenitore riempito di acqua, come mostrato in figura. Puoi osservare che l acqua non fuoriesce dalla bottiglia. Spiegazione >> 2. Riempi la bottiglia di acqua. 9

10 Esperimento IL SIFONE Materiali: un contenitore di plastica, una bottiglia di plastica, un tubo di plastica, una siringa grande, un bicchiere di plastica 1. Gira il contenitore sotto sopra e disponi il bicchiere di plastica accanto. 3. Aggancia una estremità del tubo di plastica sul beccuccio della siringa. 2. Riempi la bottiglia di plastica con acqua e disponila sopra il contenitore. 4. Inserisci l altra estremità del tubo di plastica all interno della bottiglia sino a toccarne il fondo. Riempi il tubo di plastica con acqua tirando lo stantuffo della siringa. Il tubo deve essere completamente riempito di acqua. 10

11 5. Trattieni la siringa e il tubo in modo che il beccuccio della siringa rimanga sopra il bicchiere. 7. Potrai osservare l acqua che fuoriesce dalla bottiglietta e va a riempire il bicchiere. Questo dispositivo viene chiamato sifone. 6. Togli il tubo di plastica dal beccuccio e inseriscilo immediatamente nel bicchiere. Non sollevare il tubo di plastica! Spiegazione >> 11

12 Esperimento LA CAMPANA SUBACQUEA Materiali: un contenitore di plastica, un bicchiere di plastica, una pallina di polistirene 1. Riempi il contenitore con acqua e immergi la pallina. 3. Spingi delicatamente il bicchiere in modo che tocchi il fondo. Puoi vedere che l acqua non entra nel bicchiere. 2. Copri la pallina con il bicchiere di plastica. Spiegazione >> 12

13 Esperimento PUO L ARIA SOSTENERE L ACQUA? Spiegazione 1: Lo strato di aria che ci sovrasta ha uno spessore di circa 100 Km ed ha un peso notevole anche se non ci abbiamo mai pensato. L acqua dovrebbe vincere il peso di 100 km di aria che la sovrasta, per poter uscire dal bicchiere. L aria potrebbe sembrare leggera, ma non è così! Infatti battere una colonna di aria di 100 km è abbastanza difficile. L acqua nel bicchiere è incapace di fare un tale sforzo. Spiegazione 2: Osserviamo il foglietto di plastica per spiegare questo esperimento. Due forze agiscono su di esso in direzioni opposte: la forza peso dell acqua, e il peso del foglio di plastica. Se ci fossero solo queste forze in gioco allora il foglio cadrebbe e lo stesso farebbe l acqua. Poiché questo non avviene, supponiamo allora che esista un altra forza che agisce sul foglio di plastica, diretta verso l alto. Questa forza agisce sul foglio, perché l aria intorno a noi ha anch essa un peso. Sappiamo che lo spessore dell aria che circonda la terra è di circa 100 Km ed esercita una spinta su ogni oggetto sulla terra. Questa forza spinge in ogni direzione, quindi anche l aria spinge verso l alto il foglietto sotto il bicchiere. Questa forza è chiamata la forza della pressione dell aria. La forza che agisce sull unità di superficie viene chiamata pressione (P) da cui la formula P=F/S. La pressione atmosferica, calcolata con valori medi della densità dell atmosfera, equivale a 1,033 kg/cm 2. Torna all esperimento >> 13

14 Esperimento TRASPORTO DA UN BICCHIERE ALL ALTRO Spiegazione 1: Lo strato di aria che ci sovrasta ha uno spessore di circa 100 Km ed ha un peso notevole anche se non ci abbiamo mai pensato. L acqua dovrebbe vincere il peso di 100 km di aria che la sovrasta, per poter uscire dalla cannuccia. L acqua nella cannuccia è incapace di tale sforzo, a meno che si apra l apertura sopra la cannuccia ed agisca la forza peso dell aria anche dall alto. Questo avviene quando si apre l apertura superiore togliendo il dito. Spiegazione 2: Per spiegare questo esperimento osserviamo l acqua nella cannuccia. Il peso dell acqua presente nella cannuccia è diretto verso il basso. Se agisse solo questa forza allora l acqua cadrebbe. Consideriamo allora che esista una forza, che agisce sull acqua, diretta verso l alto. Questa è la forza dell aria che deriva dal peso dell aria. Sappiamo che lo spessore dell aria che circonda la terra è di circa 100 Km ed esercita una forza su ogni oggetto sulla terra. Questa forza spinge in ogni direzione, quindi anche l aria spinge verso l alto l acqua nella cannuccia. Questa forza è chiamata la forza della pressione dell aria. Quando il dito lascia l apertura della cannuccia, la forza della pressione dell aria agisce sull acqua anche dall alto. Queste due forze dovute all aria, una diretta verso il basso e una diretta verso l alto, si annullano. In conclusione, l unica forza che agisce sull acqua della cannuccia risulta la forza peso dell acqua, che agisce verso il basso. Torna all esperimento >> 14

15 Esperimento IL SERBATOIO DI ACQUA Spiegazione 1: Lo strato di aria che ci sovrasta ha uno spessore di circa 100 Km. L acqua dovrebbe vincere il peso di 100 km di aria che la sovrasta, per poter uscire dalla bottiglia. L aria potrebbe sembrare leggera, ma non è così! Infatti battere una colonna di aria di 100 km è abbastanza difficile. L acqua nella bottiglia è incapace di compiere un tale sforzo a meno che dell aria entri nella bottiglia, per esempio sottoforma di bolle d aria. Questo avviene quando solleviamo leggermente la bottiglia fuori dall acqua. Spiegazione 2: Per spiegare questo esperimento osserviamo l acqua nella bottiglia. Due forze agiscono sull acqua della bottiglia: la forza peso dell acqua presente nella bottiglia e la forza peso dell aria. Quando un po di acqua fuoriesce dalla bottiglia, la pressione dell aria nella bottiglia diminuisce fino a valori più bassi della pressione dell aria fuori dalla bottiglia. La forza della pressione dell aria, presente fuori dalla bottiglia, impedisce all acqua nella bottiglia di fuoriuscire. Gli apicoltori utilizzano il metodo qui descritto negli alveari quando nutrono le api con sciroppo di zucchero durante l inverno. Torna all esperimento >> 15

16 Esperimento IL SIFONE Spiegazione 1: Probabilmente non ti sei sorpreso nel vedere l acqua fuoriuscire dal tubo di plastica. Questo accade a causa del peso dell acqua. Dovresti esserti però sorpreso osservando che l acqua può anche andare nel senso opposto. Questo accade perché l acqua che scorre attraverso il tubo di plastica trascina con sé l acqua della bottiglia. Gli strumenti che sfruttano questo principio vengono chiamati sifoni. Spiegazione 2: L acqua nel tubo di plastica viene spinta verso il basso (verso il bicchiere) dalla forza gravitazionale. Come risultato di questa azione, la pressione del tubo di plastica decresce e causa la fuoriuscita dell acqua dalla bottiglia. Gli strumenti che sfruttano questo principio vengono chiamati sifoni. Torna all esperimento >> 16

17 Esperimento LA CAMPANA SUBACQUEA Spiegazione 1: L aria presente dentro il bicchiere occupa uno spazio e non permette all acqua di entrare. L aria si comprime solo poco mentre si spinge il bicchiere. Una campana subacquea è una camera, simile ad un grande bicchiere, immersa nell acqua. Le persone possono lavorare sotto tale campana fino a quando vi è aria sufficiente. Spiegazione 2: L acqua entrerebbe nella campana solo se l aria venisse prima fatta fuoriuscire. Questo non accade perché l aria non ha spazio dove andare. L aria è intrappolata nel bicchiere sotto la superficie dell acqua. Una campana subacquea è una camera, simile ad un grande bicchiere, immersa nell acqua. Le persone possono lavorare sotto tale campana fino a quando vi è aria sufficiente. Torna all esperimento >> 17