Principio di Archimede: relazione di laboratorio

SCOPO: Ricerca sperimentale delle grandezze che compaiono nel principio di Archimede e la loro relazione.

ELENCO MATERIALI:
• Stativo;
• N° 3 beckers;
• N° 3 liquidi diversi: alcool etilico, acqua distillata e acqua distillata con aggiunta di sale.

ELENCO STRUMENTI:
• Dinamometro, portata = 1 N, sensibilità ± 0,01 N;
• Dinamometro, portata = 2 N, sensibilità ± 0,02 N;
• Bilancia elettronica, sensibilità ± 0,01 g.

MODO DI PROCEDERE:
Il dinamometro (dinamicos,forza, metròn che misura) è lo strumento che si utilizza per misurare le forze. Il dinamometro è basato sul comportamento elastico delle molle, questo strumento è costituito, infatti, da una molla, solidale a un contenitore cilindrico, e a cui è attaccata una scala di misura; quando la molla viene allungata dall’azione di una forza, la scala si sposta rispetto all’estremità del contenitore di un tratto uguale all’allungamento, e ne permette la misura.

1. La spinta, a parità di Peso specifico e di Volume, può dipendere dalla densità del fluido in cui è immerso il corpo? Sì

Per verificare ciò, abbiamo immerso uno stesso provino in beckers contenenti fluidi diversi, quali l’alcool etilico, l’acqua distillata e acqua con aggiunta di cloruro di sodio (sale da cucina) e abbiamo calcolato la spinta facendo la differenza tra la forza peso in aria e la forza peso del corpo immerso, perché c’è una perdita di peso apparente tra quello in aria e quello nel liquido. Al variare del fluido, abbiamo notato che la spinta era diversa e quindi quest’ultima dipende dalla densità del liquido.

2. La spinta, a parità di Peso specifico e di Volume, può dipendere dalla densità del corpo? No.

Per verificare ciò, abbiamo immerso separatamente due provini, con densità diversa ma con stesso volume e peso specifico, in un becker contenente acqua distillata e abbiamo calcolato la spinta facendo la differenza tra la forza peso in aria e la forza peso del corpo immerso, perché c’è una perdita di peso apparente tra quello in aria e quello nel liquido. Al variare del provino, abbiamo notato che la spinta era uguale, per entrambe, e quindi quest’ultima non dipende dalla densità del corpo.

3. La spinta, a parità di Peso specifico, può dipendere dal Volume del corpo? Sì.

Per verificare ciò, abbiamo immerso separatamente due provini, con densità e peso specifico uguale ma con diverso volume, in un becker contenente acqua distillata e abbiamo calcolato la spinta facendo la differenza tra la forza peso in aria e la forza peso del corpo immerso, perché c’è una perdita di peso apparente tra quello in aria e quello nel liquido. Al variare del volume del provino immerso, abbiamo notato che la spinta era diversa, per entrambe, e quindi quest’ultima dipende dalla densità del corpo.

4. La spinta che relazione sta con il volume del corpo immerso? S= V C(i)

Per verificare ciò, abbiamo immerso un provino, a tre altezze diverse: la prima, la seconda,doppia della prima e la terza tripla della prima, in un becker contenente acqua distillata e abbiamo calcolato la spinta dei tre livelli facendo la differenza tra la forza peso in aria e la forza peso della parte del corpo immerso, perché c’è una perdita di peso apparente tra quello in aria e quello nel liquido. Dopo abbiamo notato che la spinta raddoppiava al raddoppiare del volume e triplicava al triplicare del volume, quindi c’è una relazione di diretta proporzionalità tra la spinta e il volume del corpo immerso.

5. Come si calcola il volume di un corpo irregolare, non conoscendone la densità? V(c) = m/δ = Δm/δ(l)
Per calcolare ciò, abbiamo massato separatamente un provino irregolare di marmo saccaroide e un becker ,contenente 300 ml di acqua distillata, poi abbiamo massato il becker con immerso il provino. Successivamente abbiamo calcolato la differenza, tra la massa totale (massa becker + massa provino immerso) e la massa del becker più l’acqua, e abbiamo calcolato il volume dividendo il risultato della sottrazione per la densità del fluido. Infine conoscendo la massa e il volume del corpo abbiamo calcolato la sua densità. Poi abbiamo calcolato anche la densità e il volume di un provino di alluminio con lo stesso procedimento.

T.R.D.
Liquido δ Kg
cm³ Fp(A) [N] Fp(l) [N] S [N]
0,40 ± 0,01
Alcool 800 0,27 0,13 ± 0,02
Acqua 1000 0,25 0,15 ± 0,02
Acqua salata 1190 0,22 0,18 ± 0,02

Metallo Fp(A) [N] Fp(l)[N] S [N]
Alluminio 0,40 ± 0,02 0,26 ± 0,02 0,14 ± 0,04
Ferro 1,16 ± 0,02 1,02 ± 0,02 0,14 ± 0,04

Metallo Fp(A) [N] Fp(l) [N] S [N]
Ferro 0,30 ± 0,02 0,26 ± 0,02 0,04 ± 0,04
Ferro 1,16 ± 0,02 1,02 ± 0,02 0,14 ± 0,04

Volume Fp(A) [N] Fp(l) [N] S [N]
0,28 ± 0,01
V1 0,25 ± 0,01 0,03 ± 0,01
V2 0,21 ± 0,01 0,07 ± 0,01
V3 0,17 ± 0,01 0,11 ± 0,01

Materiale m(c) [g] m(b) [g] m(t) [g] Δm [g]
Marmo Saccaroide 66,30 ± 0,01 424,55 ± 0,01 449,27 ± 0,01 24,72 ± 0,02
Alluminio 41,30 ± 0,01 424,14 ± 0,01 439,55 ± 0,01 2,68 ± 0,02

RISULTATO
S δ(L) × g
S V(ci)
S = δ(L) × g × h
V(c) = m/δ = Δm/δ(l)

CONCLUSIONE:
Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso del volume di liquido spostato.