LAFISICA DELL'ACQUA

Scuola Buonarroti classe 1C 2C 3C anno 2011-2012Insegnante: Donatella Canapa

CLASSE PRIMA1.L'acqua non ha forma2.La capillarità3.La capillarità nelle piante4.L'osmosi nelle piante 15.L'osmosi nelle piante 2

CLASSE SECONDA

1.L'acqua è incomprimibile2.I vasi comunicanti: osservazione3.La tensione superficiale4.La pressione idrostatica5.Il principio di Pascal

CLASSE TERZA

1.Il galleggiamento: stesso peso, forma diversa2.Il galleggiamento: stesso corpo in liquidi diversi3.Il principio di Archimede

METODO LABORATORIALEGli alunni, divisi in piccoli gruppi e muniti di schede predisposte dall'insegnante, eseguono, nell'aula di scienze, semplici

esperienze, osservando i fenomeni in esame, discutendone e traendo le opportune conclusioni

OBIETTIVIConoscere le caratteristiche fisiche dell'acquaPotenziare le capacità di osservare, collegare conoscenze, dedurre conclusioni all'interno di un ambiente di cooperative

learning e peer education.

L'acqua ha peso e per questo esercita una pressione idrostatica

2C

COSTRUIAMO L'APPARECCHIO DI PASCAL

MATERIALE: palloncino, spago, rubinetto

PROCEDIMENTO: facciamo tanti buchi nel palloncino con una punta sottile

Leghiamo il palloncino al rubinetto e apriamo l'acqua

OSSERVAZIONE: l'acqua zampilla da tutti i buchi con spruzzi sempre più lunghi via via che

il foro si trova più in basso

CONCLUSIONE: l'acqua esercita sulle pareti dei corpi una forza che viene detta pressione

idrostatica

La pressione idrostatica dipende dalla profondità: alla stessa profondità esercita la

stessa pressione, man mano che aumenta la profondità aumenta la pressione . Un

sommozzatore o un palombaro non possono scendere oltre certe profondità, perché la

pressione dell'acqua li schiaccerebbe

OSSERVIAMO LA PRESSIONEIDROSTATICA

MATERIALE:acqua, bottiglia di plastica,forbici

PROCEDIMENTO:abbiamo praticato dei fori sulla bottiglia con le forbici, abbiamo riempito d'acqua la bottiglia ed abbiamo osservato dove finivano gli spruzzi

OSSERVAZIONE:l'acqua usciva da tutti i fori,ma con maggiore pressione da quello più in

basso,cioè l'acqua schizzava più lontano e con

maggior forza dai fori più bassi

CONCLUSIONE:quanto osservato dipende dalla pressione idrostatica:l'acqua infatti ha un suo peso e quindi esercita una pressione sulle

pareti e sul fondo del recipiente che la contiene;la pressione idrostatica dipende dal livello dell'acqua( più in basso è maggiore)

L'acqua è incomprimibile2C

MATERIALE:due siringhe senza ago, acqua,un tubicino di raccordo

PROCEDIMENTO: riempiamo di acqua la siringa, chiudiamo il foro di uscita con un dito e

spingiamo lo stantuffo

OSSERVAZIONE: lo stantuffo non scende,anche se spingiamo forte

CONCLUSIONE: l'acqua non è comprimibile

PROCEDIMENTO:Riempiamo di acqua una delle due siringhe,colleghiamola, tramite un

tubicino all'altra siringa ,pigiamo sul pistoncino

OSSERVAZIONE: l'acqua contenuta nella prima siringa passa nella seconda raggiungendo lo stesso livello

CONCLUSIONE: l'acqua, come tutti i liquidi, non è comprimibile

L'acqua si dispone allo stesso livello nei vasi

comunicanti2C

OSSERVAZIONE APPARECCHIO VASI COMUNICANTI

PROCEDIMENTO:versiamo l'acqua in uno dei tubi

OSSERVAZIONE:l'acqua si dispone allo stesso livello in tutti i vasi eccetto nei vasi

sottili(capillari)

CONCLUSIONE: secondo il principio dei vasi comunicanti, l'acqua si dispone allo stesso livello in più recipienti comunicanti tra loro,

indipendentemente dalla loro forma o diametro eccetto nei vasi sottili(capillari), dove le forze di adesione tra le molecole di acqua e il vetro del vaso prevalgono sulle forze di attrazione tra le

molecole di acqua.Sul principio dei vasi comunicanti funzionano gli

acquedotti,il sifone, i pozzi artesiani

L'acqua presenta il fenomeno della tensione

superficiale2C

MATERIALE:Ago,carta velina, bacinella contenente acqua

PROCEDIMENTO:posiamo delicatamente sulla superficie dell'acqua la carta

velina,appoggiamo l'ago asciutto sulla carta velina

lentamente togliamola carta

OSSERVAZIONE: quando togliamo la carta velina l'ago rimane in superficie,anche se ha un

peso specifico maggiore dell'acqua

CONCLUSIONE:grazie alla forza di coesione,sulla superficie dell'acqua si forma una specie di sottile membrana elastica tesa: questo fenomeno è detto tensione superficiale

I corpi nell'acqua presentano il fenomeno

del galleggiamento3C

MATERIALE:due fogli uguali di alluminio, recipiente trasparente, acqua

PROCEDIMENTO: costruiamo con uno dei fogli di alluminio,una barchetta,il più larga possibile;

con l'altro foglio schiacciamolo più che possiamo

OSSERVAZIONE:la barchetta galleggia sul pelo dell'acqua, mentre la pallina è andata sul

fondo

CONCLUSIONE: la barchetta occupa un volume maggiore della pallina, sposta quindi un volume maggiore di acqua che avrà anche un peso maggiore, il galleggiamento di un corpo ,

quindi dipende dal peso del liquido che ha spostato

MATERIALE: una vaschetta trasparente , acqua,sale, un

uovo

PROCEDIMENTO:riempiamo d'acqua la vaschetta, mettiamo

l'uovo nella vaschetta

OSSERVAZIONE: l'uovo va a fondo

Togliamo l'uovo ed aggiungiamo sale sino ad avere una soluzione satura, cioè sino a che il

sale non si scioglie più

Immergiamo l'uovo

OSSERVAZIONE:l'uovo galleggia

CONCLUSIONE:l'uovo è lo stesso, per cui il volume dell'acqua che sposta è uguale, ma il

peso dell'acqua spostata è diverso, perché con il sale pesa di più, quindi , siccome il

galleggiamento aumenta se aumenta il peso del liquido spostato, l'uovo galleggia

IL galleggiamento dei corpi segue una legge fisica che si chiama PRINCIPIO

DI ARCHIMEDE3C

MATERIALEI: cilindro tarato ,un dinamometro, un bastoncino di vetro, oggetti massicci ed

omogenei ad esempio di metallo, plastica legno

Misura il volume degli oggetti per immersione

Appendi successivamente al dinamometro i corpi e registra i rispettivi pesi in aria

Versa dell'acqua nel cilindro,in modo da immergervi successivamente i corpi appesi al

dinamometro

Calcola per ogni corpo la spinta di Archimede, come differenza fra i due pesi misurati e

confronta il valore della spinta con quello del volume

OSSERVAZIONE:Per ogni corpo come risulta il peso in acqua

rispetto a quello in aria?Il peso in acqua risulta minore di quello in aria

Come spieghi che il valore del volume è uguale a quello della spinta?

Perché secondo il principio di Archimede un corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del liquido

spostato

Nel caso del corpo di legno, perché,per misurarne il volume,hai dovuto spingerlo sul

fondo con il bastoncinodivetro?Perché il legno galleggia

Avendo misurato il volume del corpo in legno, sapresti calcolare la spinta?

Si, la spinta è pari al peso del volume di acqua uguale al volume del corpo

La spinta calcolata risulta maggiore del peso, come ci si potrebbe aspettare per un corpo che

galleggia?Si

CONCLUSIONE: un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al

peso del fluido spostato

N.B. Si parla di fluidi e non di liquidi poiché il principio di Archimede vale anche negli

aeriformi