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