Misura della spinta di Archimede e formula

Obiettivo

Il principio di Archimede dice che un corpo immerso in un liquido riceve una spinta verso l’alto pari al peso del volume del liquido spostato.
Quindi Fg = df Vg.
Strumenti e Materiali
I materiali usati in laboratorio per calcolare la spinta di Archimede sono stati:
1. un sostegno con asta e morsetto,
2. un dinamometro,
3. un cilindro graduato,
4. acqua,
5. pesetti.

Procedimento

Il mio gruppo, composto, da sei alunni ha proceduto a montare e predisporre tutto l’occorrente per poter calcolare la spinta di Archimede.
Per prima cosa abbiamo riempito il recipiente graduato con dell’acqua fino a un volume di 70 cm3, poi abbiamo preso quattro pesetti: il primo di massa 19g e cosi anche il secondo, il terzo di Massa 48 gr e così anche il quarto.

Abbiamo immerso il primo pesetto nell’acqua, agganciato al dinamometro e ci siamo accorti che il volume dell’acqua era aumentato fino a 72 cm3mentre la massa del pesetto riscontrata sul dinamometro segnava 18g , quindi era diminuita di 1 grammo.
Lo stesso procedimento è stato eseguito aggiungendo il secondo pesetto con una massa totale di 38 gr, il volume dell’acqua è aumentato fino a 74 cm3, con un decremento della massa a 36 gr.
Sostituendo i primi due pesetti, ed utilizzando il terzo da solo , di gr 48 , immerso nell’acqua, la faceva aumentare fino a 75 cm 3 e la diminuzione del peso immerso riscontrato sul dinamometro era di 42 gr.

Lo stesso procedimento è stato eseguito aggiungendo il quarto pesetto ,al terzo, con una massa totale di 96 gr, il volume dell’acqua è aumentato fino a 80 cm3, mentre la massa nell’acqua era diventata 90 gr.
Eseguita la prova pratica e annotato tutti i dati sperimentali non ci resta altro che verificarli con il calcolo matematico e verificare gli eventuali errori riscontrati se i valori non coincidono.
Importante è la sensibilità degli strumenti utilizzati perché possono indurci ad errori e anche errori dovuti alla lettura dei dati dovuti a noi operatori, di parallasse.

V (cm3) Vf (cm3) Vi (cm3) Fg (N) PO (gr) P(gr) Pacqua (N)
2 72 70 0,01 0,19 0,18 19620
4 74 70 0,02 0,38 0,36 24525
5 75 70 0,06 0,48 0,42 49050
10 80 70 0,10 0,96 0,86 98100

1) I calcoli del volume spostato sono dati dalla differenza tra il volume del liquido con il pesetto meno il volume del liquido senza pesetto. V=Vf-Vi
2) Il calcolo della spinta di Archimede è dato dalla differenza della massa del pesetto non immerso meno la massa del pesetto immerso nell’acqua. Fg=PO-P

3) Il peso dell’acqua che agisce sul pesetto è dato da Pacqua=dacqua gV.
In conclusione per il principio di Archimede i valori di Fg e di Pacqua dovrebbero essere uguali.

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