SIMULAZIONE – Galleggiamento

SIMULAZIONE – Galleggiamento
Nome e cognome: Valentina Ranalli
Classe: 1°I
Data: 16/04/2014
INTRODUZIONE: Galleggiamento
Con questa simulazione è possibile esplorare il galleggiamento dei corpi al variare delle
loro caratteristiche e della densità del fluido, visualizzando le forze in gioco.
SPERIMENTIAMO
Consideriamo innanzitutto la finestra ’”Introduzione”.
1. Inseriamo nell’acqua il blocco di legno (M=5 kg). Esso galleggia. Che volume
d’acqua sposta il blocco di legno? 5.00m3.
2. Immergiamolo adesso nell’olio. Che volume d’acqua sposta? È maggiore la
densità dell’acqua o quella dell’olio? Motiva la risposta. 5.41m3. La densità
dell’olio è maggiore perché ha una densità molecolare maggiore.
3. Inseriamo nell’acqua il cubo fatto di mattoni (M=5 kg). Che succede al blocco?
Che volume d’acqua sposta il blocco di mattoni immerso nell’acqua? Perché il
blocco di legno galleggia e quello di mattone no, pur avendo la stessa massa? Il
blocco di mattoni affonda; il volume d’acqua che sposta è di 2.50m3. Il blocco di
mattoni affonda perché la sua densità, rispetto a quella del legno è maggiore.
4. Quali forze agiscono su un corpo immerso in un fluido? In che punto sono
applicate? Come cambiano le forze per un oggetto che affonda o galleggia? Su un
corpo immerso in un fluido agiscono due forze: una è quella che lo spinge verso
il basso, la sua forza peso, e l’altra è la spinta che riceve dal fluido dal basso
verso l’alto. Un corpo affonda quando la sua forza peso è maggiore della spinta
che riceve dal fluido, galleggia quando le due forze si annullano.
5. Sperimenta cosa succede con due blocchi che hanno la stessa massa/lo stesso
volume/la stessa densità (opzioni in alto a destra). Da cosa dipende la spinta di
Archimede? Da quanto è denso il corpo.
Nella finestra “Gioca col galleggiamento” è possibile sperimentare quello che succede
immergendo blocchi diversi in fluidi diversi.
1. Cosa succede mettendo un blocco di ghiaccio nell’acqua? E immergendolo invece
nell’olio? Perché? Il blocco di ghiaccio (4.60kg) immerso nell’acqua all’inizio
affonda, poi risale velocemente in superficie e galleggia. Nell’olio, invece, il
ghiaccio va a fondo e risale molto lentamente.
2. Considera un blocco che galleggia in un certo fluido. E’ possibile modificare la
densità del fluido in modo che il blocco affondi? Prendendo per esempio un
blocco di ghiaccio da 4.60kg immergendolo nel miele galleggia, nell’acqua anche,
nell’olio all’inizio affonda ma poi risale lentamente e galleggia, nella benzina
invece affonda così anche nell’aria.
3. Considera un blocco che affonda in un certo fluido. E’ possibile modificare la
densità del corpo in modo che il blocco galleggi nel fluido considerato? Si. Ho
preso in esempio come fluido la benzina, vi ho immerso un blocco di ghiaccio di
4.60kg ed è affondato. Ho cambiato la densità del corpo prendendo per esempio
il legno, sempre con la stessa massa ed esso galleggia.
4. Com’è fatto il blocco più denso che riesci a costruire? È fatto in alluminio ed ha
una densità di 2.70kg/l.
PREVEDIAMO
1. Senza utilizzare la simulazione, scrivi nella tabella se ritieni che un blocco (M=5
kg) di un dato materiale galleggerà nei diversi fluidi.
Polistirolo
Legno
Ghiaccio
Mattone
Alluminio
Aria
Affonda
Affonda
Affonda
Affonda
Affonda
Benzina
Galleggia
Galleggia
Affonda
Affonda
Affonda
Olio
Galleggia
Galleggia
Galleggia
Affonda
Affonda
Acqua
Galleggia
Galleggia
Galleggia
Affonda
Affonda
Miele
Galleggia
Galleggia
Galleggia
Affonda
Affonda
Verifica la correttezza delle tue previsioni utilizzando la simulazione e aggiorna
la tabella sopra.
Determina la densità critica per cui i diversi blocchi (M=5 kg) affondano nei
diversi liquidi.
Polistirolo
Legno
Ghiaccio
Mattone
Alluminio
Aria
Critica
Critica
Critica
Critica
Critica
Benzina
Critica
Critica
Critica
Olio
Critica
Critica
Acqua
Critica
Critica
Miele
Critica
Critica
Verifica la correttezza delle tue previsioni utilizzando la simulazione.
2. Con l’aiuto della simulazione, risolvi i seguenti problemi:

Come cambia la forza di galleggiamento con la densità dell’oggetto e con
la densità del fluido? Fluidi come il miele sono più densi e riescono a mantenere
bene a galla materiali come il legno, il ghiaccio e il polistirolo. L alluminio e il
mattone vanno sempre a fondo perché la loro densità è maggiore rispetto a tutti
i liquidi che ci sono nella simulazione.

Qual è il valore misurato dalla bilancia in acqua, quando vi è posto sopra
un blocco di alluminio (massa=3 kg, volume=1.11 l )? 18.43 N

Come potresti far galleggiare un blocco d’alluminio nell’acqua
(suggerimento: puoi utilizzare un blocco aggiuntivo)? Motiva la risposta. L’alluminio,
prendendo in esempio un blocco da 3kg, galleggia soltanto se sotto gli si pone un
blocco di polistirolo o di legno che però deve partire da una massa di 2.00kg. Con gli
altri materiali va a fondo. Ho fatto degli esperimenti con i diversi materiali è ho notato
che la densità del polistirolo è minore rispetto a tutti gli altri materiali, perciò riescono
a tenere a galla anche un blocco di alluminio.

Come potresti determinare la densità dell’olio facendo degli esperimenti
con la simulazione?