Simulazione di Galleggiare e affondare

Informazioni su questo esperimento

Galleggerà o affonderà? Molti bambini pensano che gli oggetti pesanti affondino e quelli leggeri galleggino, ma una mela grande galleggia mentre una monetina minuscola affonda. Ciò che conta è di che cosa è fatto l’oggetto e quanto spazio occupa. Trascina oggetti di uso quotidiano in una vasca d’acqua, fai prima una previsione e poi verificala. Aggiungi quindi del sale all’acqua e osserva un uovo risalire in superficie.

Obiettivi di apprendimento

Ordina gli oggetti di uso quotidiano in base al fatto che galleggino o affondino
Fai una previsione e verificala con una prova corretta
Spiega che gli oggetti pesanti possono galleggiare e quelli leggeri possono affondare
Spiega che cambiando la forma di un materiale si può farlo galleggiare
Osserva che gli oggetti galleggiano più in alto nell’acqua salata

Come si usa

1Seleziona prima «Prevedi». Per ogni oggetto, indovina se galleggerà o affonderà, poi guarda. Quante risposte hai indovinato?
2Confronta la mela e la moneta. Quale pesa di più? Quale galleggia?
3Metti nell’acqua la palla di argilla e la barchetta di argilla. Sono fatte della stessa argilla e hanno la stessa massa. Che cosa cambia?
4Guarda il cubetto di ghiaccio e il blocco di legno. Quale dei due ha una parte maggiore sott’acqua?
5Metti l’uovo nell’acqua del rubinetto, poi sostituiscila con acqua salata. Che cosa succede?
6Dividi tutti gli oggetti in due gruppi. Che cosa hanno in comune gli oggetti che affondano?

Il modello

ρ = \frac{m}{V}

Densità: quanta massa è contenuta in ogni centimetro cubo

ρ_{object} < ρ_{liquid} \Rightarrow floats

Un oggetto galleggia se è meno denso del liquido.

\frac{V _{under}}{V} = \frac{ρ _{object}}{ρ _{liquid}}

In un oggetto galleggiante, questa parte si trova sotto la superficie.

Ipotesi

Ogni oggetto ha una densità tipica. Le mele, le pietre e le uova vere variano, e un uovo molto fresco affonda più rapidamente di uno vecchio.
La barchetta di argilla e la bottiglia chiusa vengono considerate un unico oggetto insieme all’aria contenuta al loro interno, il che ne riduce la densità media.
L’acqua del rubinetto ha una densità di 1,00 g/cm³; l’acqua salata contiene molto sale disciolto e ha una densità di 1,10 g/cm³.
Gli oggetti non assorbono acqua, quindi galleggiano alla stessa altezza per tutto il tempo in cui li osservi.

Provalo in classe

Q1Perché una gigantesca nave d’acciaio galleggia mentre una piccola chiave d’acciaio affonda?
Q2Come potresti far galleggiare una palla di argilla senza toglierne nemmeno un po’?
Q3Un uovo affonda in un bicchiere d’acqua del rubinetto. Cosa potresti aggiungere all’acqua per farlo galleggiare?
Q4Perché è più facile galleggiare in mare che in piscina?
Q5La maggior parte di un iceberg si trova sott’acqua. Usa il cubetto di ghiaccio per spiegare perché.

Domande frequenti

È vero che gli oggetti pesanti affondano?

Non sempre. Un grosso tronco è molto più pesante di un sassolino, ma il tronco galleggia e il sassolino affonda. Il fatto che qualcosa galleggi dipende da quanto pesa rispetto alle sue dimensioni: gli scienziati chiamano questa proprietà densità.

Perché la barchetta di argilla galleggia mentre la palla di argilla affonda?

La forma della barchetta contiene molta aria e sposta molta più acqua della palla. Nel complesso, l’argilla e l’aria all’interno della barchetta sono meno dense dell’acqua, che quindi può sostenerla.

Come preparo questa attività in classe?

Usa una vaschetta trasparente piena d’acqua e oggetti veri come questi. Chiedi agli alunni di annotare le loro previsioni in una tabella prima di provare ogni oggetto, poi discutete di eventuali sorprese. Sciogli una buona quantità di sale in una brocca d’acqua per ripetere la prova dell’uovo.