Concetti Chiave
- L'esperimento mira a determinare matematicamente la spinta di Archimede, la forza che agisce su un corpo immerso in un fluido.
- Si utilizzano materiali specifici come un dinamometro, cilindri di metallo e vari liquidi per effettuare misurazioni precise.
- Il procedimento prevede la pesata di un corpo in aria e in un liquido, con la differenza che rappresenta la spinta idrostatica.
- Viene misurata la variazione di volume del liquido spostato dal corpo, fondamentale per calcolare la spinta di Archimede.
- Infine, si richiede la stesura di una relazione conclusiva per analizzare i risultati dell'esperimento e formulare conclusioni.
Verificare la legge di Archimede
Obiettivo dell'esperimento è quello di trovare la legge che esprime matematicamente, ovvero in formula, come calcolare la spinta di Archimede cioè la forza verso l'alto che ogni corpo riceve quando è immerso in un fluido. A tal fine verrà misurata la spinta subita da corpi omogenei di densità nota immessi all'interno di liquidi di cui la densità è sempre nota.
Materiali e strumenti necessari
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Un dinamometro da 2 Newton e sensibilità di 0,02 N per divisione.
Sostegno per il dinamometro che consenta di spostarlo in verticale.
Cilindro graduato da 100 cm^3 è sensibilità 1
Cilindri o sbarrette di diversi metalli: alluminio, ferro, rame, vetro.
(N.B. I cilindri appesi al dinamometro devono avere dimensioni tali da poter entrare nel cilindro graduato)
Liquidi: acqua alcool e olio d'oliva.
Riempire il cilindro graduato parzialmente di acqua, poi il corpo metallico va appeso al dinamometro lo si pesa prima in aria e poi totalmente immerso nel liquido la differenza tra le due pesate rappresenta il valore della spinta idrostatica.
La variazione del volume del liquido provocata dall'immersione del corpo rappresenta il volume di liquido spostato dal corpo, si effettua la misura di questa variazione.
La prova va ripetuta con i cilindretti di materiale diverso. La densità dei materiali e dei liquidi usati vengono ricavati da tabelle dati.
Realizzare una tabella con 6 colonne: materiale, peso in aria, peso del fluido, spinta di Archimede, volume del liquido spostato, densità del liquido.
Tenendo conto delle unità di misura bisogna a questo punto trovare quale funzione matematica tra volume spostato e densità può esprimere la spinta di Archimede.
La parte conclusiva dell'esperimento prevede la stesura di una relazione e quindi le conclusioni tratte per verificare i risultati ottenuti.
Domande da interrogazione
- Qual è l'obiettivo principale dell'esperimento sulla legge di Archimede?
- Quali materiali e strumenti sono necessari per condurre l'esperimento?
- Come si calcola la spinta di Archimede durante l'esperimento?
L'obiettivo dell'esperimento è determinare matematicamente la spinta di Archimede, ovvero la forza verso l'alto che un corpo riceve quando è immerso in un fluido, misurando la spinta subita da corpi di densità nota in liquidi di densità nota.
Sono necessari un dinamometro, un cilindro graduato, cilindri o sbarrette di diversi metalli (alluminio, ferro, rame, vetro) e liquidi come acqua, alcool e olio d'oliva.
La spinta di Archimede si calcola misurando la differenza tra il peso del corpo in aria e il peso del corpo totalmente immerso nel liquido, e si determina anche il volume di liquido spostato dal corpo.
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