Nick è in cucina e sta preparando
una torta di mele, il suo amico Paul,
pulcino molto intelligente e preparato,
vuole fare con lui qualche esperimento:
«Aspetta, Nick, lasciami un uovo della tua torta,
voglio farti vedere una cosa.
Se immergo un uovo nell’acqua, cosa succede?»,
Paul vuole coinvolgere Nick nei suoi esperimenti.
«Immagino che vada a fondo»,
Nick non è uno sprovveduto.
«Bravo! Ma se all’acqua aggiungo
molto sale e poi immergo di nuovo
l’uovo, cosa accadrà?»
«Non ne ho idea! Dimmelo tu!», Nick
è curioso di sapere la risposta.
«Ok, allora senti se ti è chiaro questo
ragionamento:
un uovo in acqua naturale affonda: vuol
dire che l’uovo ha una densità maggiore di
quella dell’acqua.
L’uovo in acqua salata galleggia, perché
mettendo sale nell’acqua ne ho aumentato
la sua densità , così l’uovo risulta con una
densità minore di quella dell’acqua salata e
galleggia.»
« Ecco perché è più facile nuotare
in mare piuttosto che in piscina.
L’acqua di mare è … salata!»,
Nick è proprio contento della sua osservazione.
«Verissimo ! E se poi aggiungo acqua all’acqua salata
l’uovo scende fino a restare in sospensione :
aggiungendo acqua diminuisce la densità
fino a quando le densità dell’acqua e dell’uovo
sono uguali e quindi l’uovo resta in sospensione.
In acqua naturale l’uovo affonda ( a sinistra),
in acqua salata galleggia(al centro),
aggiungendo acqua naturale resta in sospensione(a destra)La spiegazione di questo esperimento risale ad Archimede,
uno scienziato greco vissuto in Sicilia circa 300 anni prima di Gesù.
Archimede scoprì che un oggetto immerso in un liquido riceve una spinta
dal basso verso l’alto pari al peso del liquido spostato.
Attenzione Nick, non pari al peso dell’oggetto ma al peso del liquido spostato!
Quindi più pesa il liquido( maggiore è la densità del liquido)
maggiore è la spinta, ecco perché se aggiungiamo all'acqua
una sostanza più pesante (come il sale ) l'acqua si “appesantisce”
(aumenta la sua densità), di conseguenza la spinta aumenta e l’uovo galleggia.
Tutto chiaro Nick?»
«Certo tutto dipende dalla densità degli oggetti e del liquido!
E tutto grazie ad … Archimede!»
La leggenda vuole che Archimede abbia
capito questa legge fisica mentre si
immergeva nella vasca da bagno
piena fino all’orlo osservando l’acqua
fuoriuscire dalla vasca ed è uscito
fuori dalla vasca gridando eureka, che in greco
significa ho trovato!
Rappresentazione dell'esperimento condotto da Archimede.
Gerone II aveva commissionato ad un orefice
una corona d'oro fornendogli per questo
un certo quantitativo del prezioso metallo.
Fu quindi sufficiente ad Archimede utilizzare una bilancia
ed appendere la corona ad un braccio, e all'altro braccio
un lingotto di oro puro con peso pari a quello della corona.
La bilancia era ovviamente in equilibrio.
I due oggetti vennero allora immersi in acqua e la corona
avendo una densità minore dell’oro , affondò di meno dell’oro ,
a dimostrazione che non era tutta d’oro, ma costruita anche
con altri metalli di densità minore di quella dell’oro.
«Vogliamo misurare la spinta di Archimede?»,
Paul propone a Nick un esperimento .
«Certo, mi piacciono gli esperimenti!», Nick si diverte molto.
«Ok, allora costruiamo una bilancia a due braccia
con una gruccia per abiti, attacchiamo ad un braccio
un blocchetto di plastilina, avvolgiamo un filo di rame
per appesantire la plastilina, attacchiamo all’altro
braccio tanti pesetti
(i pedoni degli scacchi vanno benissimo)
per ottenere l’equilibrio .
I pesetti sono 10. Quindi il peso è 10,
usando un pesetto come unità di misura.
Immergiamo il braccio con la plastilina in un bicchiere colmo d’acqua,
l’oggetto immerso riceve una spinta dal basso verso l’alto
pari al peso del liquido spostato,
infatti la bilancia pende verso i 10 pesetti.
Togliendo 8 pesetti, riottengo l’equilibrio.
Se c’è equilibrio vuol dire che la spinta è
data dalla forza peso degli 8 pesetti
In acqua il peso apparente della
plastilina è 2 pesetti!»
«Caspita! Perciò è così bello nuotare,
sembra di essere leggeri leggeri!
È la spinta di Archimede! Quante cose
ho imparato oggi!»,
Nick è entusiasta
Guarda che la spinta di Archimede
vale per ogni fluido, anche per l’aria:
facciamo insieme questo esperimento.
Usa la bilancia a due bracci come prima,
ma questa volta metti due palloncini sgonfi sui due bracci,
ovviamente stanno in equilibrio, poi stacca un palloncino,
gonfialo e riaggancialo al braccio, cosa vedi?
Non c’è più equilibrio! La spinta dell’aria sul palloncino gonfio
(aumentato di volume) è maggiore di quella sul palloncino sgonfio,
anche se la differenza è piccola ,
nella foto si vede se guardi con attenzione
«E ora vuoi misurare il volume degli oggetti senza geometria?»,
Paul vuole stupire Nick ancora una volta.
«Dai, vediamo come fai!», Nick è sempre curioso.
«Allora prendiamo un contenitore graduato,
quello che la tua mamma usa per
preparare le dosi per le torte.
Riempiamolo di 300 ml di acqua.
Ora immergiamo un limone, il livello sale a 420 ml,
quindi il volume del limone è
420 ml -300ml = 120 ml volume del limone
Puoi ripetere l’esperimento con un qualunque oggetto e
otterrai il volume degli oggetti, con una semplice sottrazione!
«Benissimo, ora posso calcolare il
volume di un qualunque oggetto!
Fantastico!
Ma vogliamo giocare ancora con
l’acqua?», a tutti i bambini piace
giocare con l’acqua.
«Ma certo prova a fare questo
In una bacinella piena d’acqua immergi un tappo di sughero,
un cucchiaino di acciaio, un cubo di plastica cavo, cosa noti?»
« Tutti galleggiano tranne il cucchiaino che è d’acciaio .
Hanno tutti densità minore dell’acqua tranne il cucchiaino.»
«Bravo!», Paul è fiero di Nick e continua:
«Posso modificare il galleggiamento del cubo facendo entrare
acqua nel cubo fino all’orlo, così modifico il galleggiamento,
è quello che si fa nei sommergibili.»
«Caspita! Questo sì che mi piace!»
Ora posso aggiungere filo di rame intorno al tappo di sughero e
farlo restare in sospensione o affondare a seconda di quanto filo uso.
Così come posso far galleggiare il cucchiaino aggiungendo due sugheri all’estremità
del cucchiaino, sono bravo?
Il cucchiaino affonda, ma se
aumento il suo volume con due
sugheri ottengo una spinta
maggiore fino al galleggiamento.
Ormai Archimede non ha segreti per me!»,
Nick si sente un esperto in materia!
«Attenzione Nick , guarda che
Archimede ha studiato tante altre cose,
tutte molto importanti, ma per oggi
basta così, guarda che la tua
mamma ha finito di preparare la torta e
l’ha messa nel forno: tra poco sarà cotta.
Buon appetito!»
Fine della seconda puntata