Tesina d'esame sulla densità, affonda o galleggia?

Il galleggiamento e il principio di Archimede

Se poi l'acqua evapora diventando un gas, la densità diventa molto più piccola, quindi la distanza media fra le molecole del gas sarà molto più grande.

Dopo il cubetto di ghiaccio che galleggia si può procedere con le ipotesi su quali altri oggetti galleggiano e quali no. Per evitare che questo diventi solo un esercizio pratico è bene che gli alunni comprendano la logica significativa di ciò che avviene. (C.Rabbe, C.Jussot-Dubien, Tutto è chimica!, edizioni Dedalo, Bari, 2008, p.23-24)

Considerando che se immergiamo degli oggetti in acqua alcuni affondano e altri no e che tutti questi corpi sono dotati di massa e quindi di peso, la loro forza peso sarà sempre diretta verso il basso e lo sarà anche se immersi in un liquido ma, in questo stesso tempo subiranno anche la spinta di

Archimede (diretta verso l'alto)caso, nellocome si può vedere in figura.Il principio di Archimede, infatti, sostieneche: un corpo immerso totalmente o parzialmentein un liquido subisce una forza diretta verso l'alto(spinta idrostatica) di intensità uguale al peso delliquido spostato".La densità, quindi, è alla base di questo principio, ed è la condizione chedefinisce se un corpo galleggia o meno perciò possiamo affermare che: se la densitàdensità dell'acqua questo affonderà, viceversa se è ladel corpo è maggiore delladensità dell'acqua ad essere maggiore tra le due il corpo galleggerà.Quando si affronta la parte teorica di questi concetti è bene utilizzare delleimmagini/schemi/esperimenti, come suggerito anche dalle indicazioni nazionali del2012, che rendano più tangibili i concetti e le formule che possono risultarecompletamente astratte per dei

L'esperienza diretta (metodo che aiuta a memorizzare).

Occorrente: busta di plastica (possibilmente colorata) o sacchetto da freezer, forbici dalla punta arrotondata, spago, una bottiglia di plastica grande e acqua del rubinetto

Figura 1: Per creare la medusa sarà necessario:

1. ritagliare un largo quadrato da una busta di plastica (possibilmente colorata per rendere più visibile l'esperimento) con le forbici arrotondate;
2. prendere lo spago e legarlo intorno al centro del quadrato come in figura (senza stringere troppo) per ottenere la testa della medusa;
3. capovolgere la medusa (a testa in giù) e versare dell'acqua dentro la "testa della medusa" lasciando un po' di aria e a quel fare uno o più nodi con lo spago per evitare che l'acqua fuoriesca. Per rendere più facile questa operazione si può utilizzare una tazzina da caffè nella quale si inserirà il centro del rettangolo (testa della medusa) e lo

si riempirà di acqua;

tagliare la plastica sotto lo spago in striscette più o meno sottili che diventeranno i "tentacoli della medusa" (ultima figura).

Alternativa: Si può pensare anche di decorare a piacere la medusa con un pennarello indelebile.

Una volta creata la medusa riempire una bottiglia grande di acqua, spingere dentro la medusa di plastica e avvitare il tappo. per rendere l'acqua della

Alternativa: si può utilizzare anche del colorante blu per rendere la bottiglia un mare più realistico.

Che cosa succede? La medusa rimane a galla.

Figura 2: Ora capovolgiamo la bottiglia (tappo in basso) e osserviamo, cosa succede? La medusa tende sempre ad andare verso l'alto e a rimanere a galla.

Figura 3: Ri-capovolgo la bottiglia (tappo verso l'alto) e nuovamente osserverò che la medusa andrà verso l'alto.

Perché l'aria intrappolata dentro la testa della medusa, essendo

Perché avviene

Ciò più leggera dell'acqua, tende ad andare sempre verso l'alto, portando la medusa agalla. 153.2 Esperimento n.2: IL SALVAGENTE DELL'ARANCIA

L'esperimento verrà svolto in una classe seconda della scuola primaria (trattandosi di un'attività più semplice rispetto alla precedente si potrebbe pensare di proporla verso la fine del secondo anno scolastico per introdurre un argomento che verrà spiegato dall'insegnante in quanto è preferibile che alunni per lo più nella classe successiva) così piccoli evitino di usare il coltello per sbucciare l'arancia. I bambini verranno comunque coinvolti attivamente dal docente che farà fare loro ipotesi prima di immergere il frutto e anche dopo averlo fatto per fare in modo che arrivino gradualmente alla spiegazione del fenomeno da soli. L'insegnante, perciò, si pone come guida riflessiva per la classe e come attivatore di pensieri.

Occorrente:

• contenitore scelto
• acqua

Procedimento:

1. Riempire il contenitore scelto fino a metà della sua capacità;
2. Immergere lentamente l'arancia all'interno del contenitore.

Cosa succede?

L'arancia galleggia.

Perché la buccia dell'arancia funziona come un salvagente, un giubbotto di salvataggio o come i braccioli che si usano al mare, ovvero trattiene l'aria (attraverso delle piccole sacche nella buccia) riducendo la densità dell'agrume nel suo insieme; la buccia inoltre è impermeabile all'acqua perciò il frutto non può impregnarsi di acqua. Quindi la possibilità di trattenere l'aria e l'impermeabilità della buccia permettono all'arancia di

Facciamo la prova: sbucciamo l'arancia e immergiamola nuovamente nel recipiente. L'arancia affonda nonostante senza la buccia nonostante sia meno. Cosa succede? perché la parte più densa dell'agrume (quella pesante di prima, questo avviene interna) non trattiene l'aria e si impregna di acqua. In figura possiamo vedere come la buccia senza la parte interna galleggi grazie alle piccole sacche d'aria accennate sopra ma ciò non avviene al contrario, ovvero l'arancia senza buccia non galleggia.

Osservazione: notiamo una somiglianza tra la medusa del primo esperimento e la buccia dell'arancia perché entrambe contengono una quantità d'aria tale da permettere ai due oggetti di galleggiare.

Esperimento n.3: L'UOVO GALLEGGIANTE

L'esperimento verrà proposto in una classe terza della scuola primaria e, considerato che non viene impiegato nessun materiale e oggetto pericoloso,

Il compito potrà essere svolto direttamente dai bambini suddivisi in coppie in classe o in laboratorio.

Occorrente: un cucchiaio, sale fino, un uovo, un bicchiere o contenitore trasparente, acqua

Figura 4: procedimento:

1. versare nel recipiente scelto dell'acqua fino a metà della sua capacità e immergere l'uovo con delicatezza aiutandosi con il cucchiaio; cosa succede? L'uovo si posa sul fondo del recipiente;
2. togliere l'uovo dal recipiente e aggiungere all'acqua circa 4/5 cucchiai di sale fino e mescolare fino al completo (o quasi) assorbimento di esso; nuovamente l'uovo. Cosa succede? L'uovo galleggia.
3. immergere nuovamente l'uovo. Perché l'uovo è più denso dell'acqua (cioè un volume d'acqua pari all'uovo pesa di meno dell'uovo) quindi affonda. L'aggiunta del sale rende l'acqua più densa dell'uovo, che quindi galleggia.

Perché avviene ciò?

Nell'acqua salata si può pensare di aggiungere lentamente all'acqua ulteriore osservazione: salata altra acqua dolce e si potrà notare che l'uovo rimarrà sospeso a metà bicchiere. L'uovo si ferma a metà essendo più denso dell'acqua.

Perché avviene ciò? L'uovo immerso in acqua dolce galleggia è un chiaro segnale che è andato a male, quindi non va mangiato. Nonostante l'uovo abbia un alto contenuto di acqua, quando invecchia una piccola parte dell'acqua in esso contenuta viene sostituita dall'aria facendolo così galleggiare (esattamente come la testa della medusa nel primo esperimento).

Verifica finale dei contenuti appresi: per verificare se i contenuti degli esperimenti e le relative spiegazioni sono state apprese dagli alunni ho ideato questa verifica.