Informazioni su questo esperimento
Appendi un blocco a una bilancia a molla e abbassalo in un recipiente di troppo pieno. Man mano che il blocco si immerge, il valore indicato dalla bilancia diminuisce e il liquido trabocca nella vaschetta di raccolta. La perdita di peso indicata dalla bilancia è sempre uguale al peso del liquido raccolto nella vaschetta: questo è il principio di Archimede. Cambia il materiale, il liquido e le dimensioni del blocco per scoprire cosa fa galleggiare o affondare gli oggetti.
Obiettivi di apprendimento
- Misura la spinta di galleggiamento come differenza tra il peso in aria e il valore indicato dalla bilancia nel liquido
- Dimostra che la spinta di galleggiamento è uguale al peso del liquido spostato
- Scopri che la spinta di galleggiamento aumenta con il volume immerso, ma non con la profondità una volta che il blocco è completamente immerso
- Prevedi se il blocco galleggerà o affonderà confrontando la sua densità con quella del liquido.
Come si usa
- 1Con il blocco di alluminio in aria, leggi il suo peso sulla bilancia a molla.
- 2Trascina il blocco verso il basso a piccoli passi e osserva la lettura della bilancia, la forza di galleggiamento e il contenitore di raccolta.
- 3Continua ad abbassare il blocco dopo che è completamente immerso. Nota quale forza rimane costante nel grafico.
- 4Prova il legno e la cera in liquidi diversi e trova la profondità alla quale il filo si allenta e il blocco galleggia.
Il modello
Ipotesi
- Il blocco è un cubo pieno di densità uniforme e rimane orizzontale mentre viene immerso.
- Il recipiente di troppo pieno rimane pieno fino al beccuccio, così il contenitore di raccolta contiene esattamente il liquido spostato dal blocco.
- Il liquido è fermo e ha la stessa densità a ogni profondità. La tensione superficiale è trascurata.
- Il filo e il gancio della bilancia sono privi di massa, e g = 9,8 N/kg.
Provalo in classe
- Q1Il blocco di alluminio pesa 13,2 N in aria e 8,3 N in acqua. Quale volume d’acqua sposta?
- Q2Perché la lettura della bilancia smette di cambiare quando il blocco è completamente sotto la superficie?
- Q3La cera galleggia nell’acqua, ma affonda nell’etanolo. Spiega perché usando le densità.
- Q4L’acrilico affonda nell’acqua, ma galleggia nell’acqua salata. Quale parte rimane sopra la superficie?
Domande frequenti
Un oggetto più in profondità subisce una spinta di galleggiamento maggiore?
No. La pressione aumenta con la profondità, ma aumenta anche la pressione sulla faccia superiore. La differenza tra le forze di pressione sulla faccia superiore e su quella inferiore rimane invariata, quindi un oggetto completamente immerso subisce la stessa spinta a qualsiasi profondità.
Perché una pesante nave d’acciaio galleggia?
Il suo scafo racchiude un grande volume d’aria, quindi la densità media della nave è inferiore a quella dell’acqua. Affonda finché non ha spostato una quantità d’acqua che pesa quanto la nave stessa.
La massa del blocco cambia la spinta di galleggiamento?
No. La spinta di galleggiamento dipende solo dal volume immerso e dalla densità del liquido. La massa determina soltanto se questa forza è sufficiente a mantenere a galla il blocco.