Misure Dirette e Indirette

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3 Misure Dirette e Indirette 3

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5 CALCOLO DEL VOLUME DI UN CORPO Materiali Acqua, cilindro graduato, sasso. Procedimento Riempire con una certa quantità d acqua (V 1 ) un cilindro. Aggiungere il sasso. Il livello dell acqua nel cilindro è aumentato (V 2 ). Calcoli Calcolare il volume del sasso: V sasso = V 2 - V 1 Ripetere la prova con un oggetto di cui si possa calcolare il volume anche per via geometrica. Risultati Verificare che i volumi misurati in modo diretto e in modo indiretto coincidono. Considerazioni Il volume di un corpo è lo spazio che esso occupa e, poiché la materia è impenetrabile, l acqua si sposta per fare spazio al sasso. 5

6 Misurare la lunghezza di un banco Materiali Banco, righello da 50 cm. Procedimento Scegliere il banco da misurare. Ogni ragazzo deve misurare la lunghezza del banco utilizzando lo stesso righello. Calcoli Riportare i dati ottenuti in una tabella e calcolare la media, la moda e la mediana dei risultati ottenuti. Costruire un istogramma su un foglio di carta a quadretti, riportando sull asse orizzontale le diverse lunghezze ottenute in ordine crescente, in verticale disegnare un quadretto per ogni ragazzo che ha ottenuto quella determinata misura. Risultato Verificare che durante una misurazione si commettono sempre degli errori.. 6

7 Misurare il volume di una goccia d acqua Materiali Siringa di plastica senza ago, acqua. Procedimento Aspirare con la siringa 1 ml di acqua Premere sullo stantuffo e far uscire l acqua goccia a goccia, contando il numero di gocce che escono. Calcoli Calcolare il volume medio di una goccia ( V m ): V m = 1 / n Dove n è il numero di gocce contenute in 1 ml. 7

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13 Materiali Colorante per acqua Acqua Imbuto Vasi comunicanti capillari Procedimento Riempire il becher con acqua colorata. Con l'aiuto di un imbuto versiamo l'acqua colorata nel vaso di diametro maggiore. Cosa osservare Notiamo che l'acqua si distribuisce in tutti i vasi, ma non raggiunge lo stesso livello. Più il vaso è sottile, più alto è il livello che l'acqua raggiunge. Cosa accade L acqua sale di più lungo i capillari perché le sue molecole si arrampicano aggrappandosi alle pareti dei tubicini attraverso dei legami con le molecole del vetro. Applicazioni del principio Anche le piante per trasportare l acqua e i sali minerali dalle radici alle foglie hanno dei tubi capillari che permettono al liquido di raggiungere una maggiore altezza nella pianta. 13

14 Sedano colorato Materiali Un gambo di sedano con foglie (meglio se bianco), un becher da 250 ml, acqua, colorante per alimenti Procedimento Preparare nel becher del liquido colorato sciogliendo in acqua un colorante per alimenti o inchiostro. Mettere il gambo di sedano e il fiore nell acqua colorata e attendere 24 ore. Cosa osservare Il fusto e le foglie del sedano si colorano. Cosa accade L acqua è risalita per capillarità lungo i vasi legnosi, cioè lungo i canaletti attraverso cui in natura le sostanze nutritive assorbite dal terreno e disciolte nell acqua si distribuiscono lungo tutta la pianta. 14

15 Materiali Un cucchiaio, una zolletta di zucchero, acqua colorata, una pipetta Procedimento Versare poche gocce di acqua colorata nel cucchiaio. Appoggiare sul cucchiaio la zolletta di zucchero. Cosa osservare In pochi istanti la zolletta si colora di rosso. Cosa accade Lo zucchero della zolletta è impaccato in modo da lasciare piccolissimi interstizi tra i granellini lungo i quali l acqua si distribuisce per capillarità. 15

16 Materiali Una provetta, porta-provette, acqua colorata, cotone idrofilo. Procedimento Riempire quasi completamente la provetta con il liquido colorato (fino a pochi cm dall imboccatura) Appoggiare il cotone idrofilo sull imboccatura, come se fosse un tappo, facendo in modo che solo una piccola parte tocchi il liquido. Cosa osservare In pochi istanti il cotone si colora di rosso Cosa accade Il cotone è costituito da fibre sottilissime lungo le quali l acqua sale per capillarità. 16

17 Materiali Carta da filtro, vaschetta, matita, righello, forbici, acqua. Cosa fare Disegnare sulla carta da filtro una stella e ritagliarla. Piegare le punte della stella verso l alto. Versare dell acqua nella bacinella ed immergervi il fiore. Cosa osservare Il fiore sboccia subito. Cosa accade Il fiore si apre perché la carta da filtro assorbe acqua per capillarità. Nei fiori accade qualcosa di simile: le cellule assorbono acqua e si gonfiano, permettendo ai petali di aprirsi. 17

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19 La Pressione Idrostatica 19

20 PRESSIONE IDROSTATICA Materiali Acqua. Bottiglia di plastica. Forbici, Nastro adesivo. Procedimento Praticare dei fori sulla bottiglia con le forbici ad altezze diverse. Chiuderli con del nastro adesivo. Riempire d acqua la bottiglia. Staccare il nastro adesivo ed osservare dove finiscono gli spruzzi. Cosa osservare l acqua esce da tutti i fori, ma con maggiore pressione da quelli più in basso, cioè l acqua schizza più lontano e con maggiore forza dai fori più bassi. Conclusioni: Quanto osservato dipende dalla pressione idrostatica L acqua infatti ha un suo peso e quindi esercita una pressione sulle pareti e sul fondo del recipiente che la contiene. La pressione esercitata dall'acqua sulle pareti della bottiglia aumenta dall'alto verso il basso. Mano mano che la bottiglia si svuota, diminuendo la pressione, l'acqua non fuoriesce più zampillando ma scorrendo lungo la bottiglia stessa. Un sommozzatore o un palombaro non possono scendere oltre certe profondità, perché la pressione dell acqua li schiaccerebbe. 20

21 I Vasi Comunicanti 21

22 I Vasi Comunicanti Materiali Apparecchio dei vasi comunicanti Acqua colorata Procedimento Versare l acqua in uno dei tubi. Cosa osservare L acqua si dispone allo stesso livello in tutti i vasi. Principio dei vasi comunicanti l acqua si dispone sempre allo stesso livello in più recipienti comunicanti tra loro, indipendentemente dalla loro forma o diametro. Applicazioni del principio Su questo principio funzionano gli acquedotti, il sifone, i pozzi artesiani. 22

23 COSTRUIAMO I VASI COMUNICANTI Materiale: Due bottiglie di diverso diametro Un tubo di gomma Spago Acqua colorata Procedimento: Leghiamo il tubo intorno al collo delle bottiglie, Tagliamo il fondo ad ognuna e cominciamo a versare acqua. 23

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27 CALCOLO DELLA DENSITA Materiale Bilancia, cilindro graduato, acqua, olio, alcool, zucchero, sale da cucina (cloruro di sodio). Procedimento Pesare il recipiente vuoto (tara). Prelevare con il cilindro 50 cm 3 di ciascuna sostanza. Pesare il recipiente con la sostanza. Sottrarre la tara, ottenendo così la massa della sostanza in esame. Calcoli Utilizzando la formula: d = Massa / Volume calcolare la densità delle varie sostanze Conclusione A parità di volume le sostanze in esame avevano masse diverse. Quindi ogni sostanza ha la sua densità che corrisponde alla massa di 1cm 3 di quella sostanza ad una determinata temperatura. Olio d = 45,5/50 = 0,91g/cm 3 Acqua d = 50/50 = 1 g/cm 3 Alcool d = 40/50 = 0,8 g/cm 3 Zucchero d = 80/50 =1,6g/cm 3 Sale d = 100/50 = 2g/cm 3 27

28 Cocktail colorato Materiali Sapone liquido per piatti verde. Glicerina. Olio. Alcool. Un recipiente in vetro alto e stretto (provetta o provettone). Procedimento Mescolare a coppie i liquidi sopra indicati in modo da costruire una scala di densità (il liquido meno denso galleggia su quello più denso). Una volta stabilita questa scala, versare lentamente uno alla volta i liquidi nella provetta, partendo da quello più denso (nel nostro caso la glicerina). 28

29 Bibite in lattina: normale o light? Materiali Due lattine della stessa marca di bibita, una normale ed una light, un secchio pieno d'acqua. Procedimento Confronta il comportamento di una lattina di Coca Cola normale e una di Coca Cola light quando sono immerse in acqua. Cosa osservare La lattina con Coca Cola normale affonda, mentre quella light galleggia Cosa accade Il galleggiamento di un oggetto, a parità di liquido in cui viene immerso, dipende dalla sua densità. La densità della lattina di Coca Cola normale è il risultato della combinazione della densità dell'alluminio (della lattina), del liquido contenuto (Coca Cola), dell'anidride carbonica all'interno del liquido, dell'aria nella parte alta della lattina. La media delle densità di questi componenti supera la densità dell'acqua, per cui la lattina affonda. L'unica differenza tra lattina normale e lattina light sta nel fatto che la lattina light contiene Coca Cola senza zucchero (al suo posto ci sono dei dolcificanti, ma in quantità irrisoria). La mancanza di zucchero rende la Coca Cola light meno densa di quella normale e questo influisce sulla densità complessiva della lattina light, che risulta inferiore a quella dell'acqua. Ecco perché la lattina light galleggia. 29

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31 La Comprimibilità 31

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33 La comprimibilità Materiale Siringa senza ago, acqua, sassolino. Procedimento Riempire la siringa prima con acqua, poi con un sassolino e infine con aria tappandola con un dito. Premere con forza lo stantuffo. Risultato L acqua e il sassolino non possono essere compressi, l aria invece è comprimibile. Conclusione I liquidi e i solidi non sono comprimibili. I gas sono comprimibili, il loro volume può diminuire perché le loro molecole sono molto distanti tra loro ed è quindi possibile avvicinarle con la compressione (la quantità di materia tuttavia non varia). 33

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35 L elasticità 35

36 L'elasticità dei corpi Materiali Gomma da cancellare Un pezzo di plastilina Procedimento Deforma la gomma. Ripeti l'esperimento con la plastilina. Cosa osservare La gomma riprende la forma iniziale. La plastilina non riprende la forma iniziale. La gomma è elastica. La plastilina è plastica. Si definisce elasticità la proprietà che hanno i corpi di tornare alla forma primitiva dopo essere stati deformati. 36

37 L'elasticità dell aria Materiali Siringa senza ago Aria Procedimento Riempire la siringa prima con aria tappandola con un dito. Premere con forza lo stantuffo per comprimere l aria. Lasciare andare lo stantuffo. Risultato Lo stantuffo è spinto indietro. Conclusione L aria è elastica perché dopo essere stata compressa torna alla sua forma originale. 37