Esperimenti sul galleggiamento

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1 Laboratorio di scienze Esperimenti sul galleggiamento Galleggiare e volare sono due fenomeni che, pur basandosi su leggi scientifiche, rimangono sempre alquanto misteriosi. Facendo le esperienze che ti vengono suggerite potrai imparare qualcosa in più sul galleggiamento e sul volo e soddisfare la tua curiosità. Galleggiamento di oggetti Il cubo di legno Materiali: un recipiente trasparente, pennarello indelebile, un cubetto di legno, acqua. Attività: riempi a metà con l acqua il recipiente trasparente e fai una tacca con il pennarello per segnarne il livello. Prendi un cubetto di legno (uno di quelli delle costruzioni): che cosa pensi succederà al cubetto mettendolo nell acqua? Disegna e spiega quel che immagini. Ora immergi il cubo nell acqua e osserva: è successo quel che ti aspettavi? Disegna e spiega quel che è successo veramente. Prova a fare la stessa esperienza mettendo al posto dell acqua un altro liquido (alcool, olio, acqua molto salata). Cambia qualcosa? Se metti liquidi diversi dall acqua può succedere che il cubetto si immerga di più o di meno, dipende dalla densità del liquido, più è denso più ha forza per tenere a galla il cubetto. Il tappo di sughero Materiali: due bicchieri di plastica trasparente, una bilancia a due piatti, acqua, un tappo di sughero. Attività: riempi di acqua fino a metà i due bicchieri di plastica trasparente, metti il tappo di sughero in uno dei due, il livello dell acqua si alza. Ora aggiungi acqua nel secondo bicchiere finché ha raggiunto lo stesso livello di quella nel bicchiere con il tappo. Metti i due bicchieri sulla bilancia a due piatti. Il loro peso è uguale o diverso? Come te lo spieghi? Disegna quel che è successo e scrivi la tua spiegazione. Se hai fatto le cose per bene, il peso dei due bicchieri dovrebbe essere uguale, perché il livello raggiunto dall acqua ora è lo stesso, ma nel primo bicchiere lo spazio è occupato dal tappo di sughero, nel secondo dall acqua. Puoi concludere che il tappo pesa come l acqua che hai aggiunto. Perché? 2006 RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 1

2 Pesi e materiali Materiali: oggetti di materiale e di peso diverso, un barattolo di vetro, acqua, una bilancia. Attività: riempi il barattolo di acqua fino a metà e segna il livello dell acqua. Immergi un oggetto e segna dove arriva ora il livello dell acqua, togli l oggetto e aggiungi acqua nel barattolo fino a farle raggiungere il livello che aveva con l oggetto immerso. Questa quantità di acqua che hai aggiunto equivale a quella che aveva spostato l oggetto immergendosi. Ora togli l acqua che hai aggiunto e pesala. Prosegui con gli altri oggetti che hai preparato, compilando a mano a mano una tabella di questo tipo: Oggetto Peso dell oggetto Peso dell acqua spostata Sasso Pallina di gomma Cucchiaino Mela... G = galleggia A = affonda Se confronti i dati della tabella di che cosa ti accorgi? Quando il peso dell acqua spostata è maggiore del peso dell oggetto, l oggetto RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 2

3 Galleggiamento di liquidi Esperienza 1 Materiali: un barattolo di vetro, acqua, olio, alcol, tre bicchieri di plastica trasparente, una bilancia. Attività: versa nel barattolo di vetro l acqua, poi aggiungi l olio e infine l alcol. Come si dispongono i tre liquidi? Ora prepara tre bicchieri con la stessa quantità di acqua, olio, alcol e poi pesali. Quale pesa di più? Quale pesa di meno? Confronta questi dati con i risultati del tuo esperimento precedente, che cosa puoi concludere? Spiegalo usando anche la parola densità. Eccoti ora un esperienza divertente. Esperienza 2 Materiali: un barattolo di vetro, olio di semi, sale grosso da cucina, acqua. Attività: versa 150 ml di acqua nel barattolo e successivamente 100 ml di olio, attendi per alcuni minuti finché l olio si sovrappone all acqua. Spargi del sale sulla superficie dell olio. Che cosa succede? L olio si sovrappone all acqua perché ha una densità minore, inoltre i due liquidi non sono si mescolano, il sale invece si deposita sul fondo del bicchiere e porta con sé delle gocce d olio, ma dopo qualche attimo le gocce d olio risalgono in superficie perché quando il sale arriva sul fondo del bicchiere, a contatto con l acqua, inizia a sciogliersi e a liberare le gocce d olio che possono risalire così in superficie. (Adattato da: RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 3

4 Volare Per far volare un aereo bisogna creare una specie di vuoto d aria sopra l ala. Per ottenere questo l ala deve avere una forma convessa sul dorso, come le ali degli uccelli, e l aereo deve viaggiare ad una certa velocità. Le esperienze che farai, oltre a divertirti, serviranno a farti capire qualcosa in più di questo fenomeno. Esperienza 1 Materiali: spago, due mele con il picciolo. Attività: appendi le due mele davanti a te a qualche centimetro di distanza l una dall altra, ora soffia forte tra le due mele. Si allontanano o si avvicinano? Come si può spiegare quel che accade? Le due mele sono andate a sbattere l una contro l altra perché tu soffiando hai creato un vuoto d aria tra di esse. Esperienza 2 Materiali: un libro, una striscia di carta. Attività: metti la striscia di carta fra le pagine del libro in modo che sporga molto, si pieghi verso il basso e assuma una forma arrotondata come vedi in figura. Ora soffia sulla striscia tenendo la bocca vicino al bordo superiore del libro. La striscia si solleva e più soffi forte più sale verso l alto. Come è potuto succedere? Soffiando hai creato un vuoto d aria sopra il foglio, l aria sotto il foglio premeva di più e quella sopra di meno quindi si è creato un effetto di risucchio verso l alto. aria veloce preme di meno soffio aria ferma preme di più Ora cominci a capire che cosa succede con un aereo? Il vuoto d aria si crea perché, nello stesso tempo, l aria che passa sopra l ala deve fare un percorso più lungo dell aria che sta sotto, a causa della curvatura, e quindi deve andare più veloce. Se l aria sopra è più veloce e quella sotto è più lenta si crea l effetto risucchio come hai sperimentato tu soffiando sulla striscia di carta e l aereo si solleva. Più le ali sono grandi più l effetto risucchio diventa potente e questa forza, che in un aereo si chiama portanza, aiuta a far sollevare l aereo RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 4

5 Basandoti sui principi che hai sperimentato finora puoi costruire un semplice spruzzatore. Esperienza 3 Materiali: una cannuccia da bibite, forbici, un bicchiere, acqua. Attività: taglia in due la cannuccia, immergi una metà della cannuccia nell acqua di un bicchiere tenendola con una mano in modo che tocchi quasi il fondo, con l altra mano appoggia la cannuccia ad angolo retto sull apertura di quella immersa e poi soffia forte nella cannuccia orizzontale: l acqua salirà nella cannuccia verticale e verrà spruzzata in avanti. Come si può spiegare? Soffiando hai creato un vuoto d aria sopra la cannuccia verticale, l aria sulla superficie dell acqua del bicchiere preme di più e spinge l acqua facendola salire nella cannuccia RCS Libri S.p.A. - Divisione Education 5