il diavoletto di cartesio

SOMMERGIBILE…. CHE DIAVOLETTO!!!
IL DIAVOLETTO DI CARTESIO
Il materiale che serve per questo bellissimo esperimento è molto facile da recuperare. Per
costruire il sommergibile serve una piccolissima bottiglia ( quella dei medicinali…) con un
po’ di acqua e un palloncino sistemato sul suo bordo in modo che lo chiuda per bene.
Serve anche una bottiglia vuota (vanno bene quelle che contengono il passato di
pomodoro perché hanno un collo ampio): è necessario riempire la bottiglia fino all’orlo con
acqua , mettere la bottiglietta con il palloncino e tapparla.
Che cosa potremo osservare?
Se la bottiglia è “a riposo” il sommergibile
galleggia (fig. 1).
Se premiamo sul tappo il sommergibile
affonda (fig. 2)
Se premo molto poco si ferma a metà (fig. 3)
Se non premiamo più il sommergibile risale in
alto ( fig. 4)
2
1
Cerchiamo di capire che cosa
succede.
Quando premiamo sul tappo, facciamo
una “pressione” che raggiunge l’aria
contenuta nel palloncino. Il palloncino si
stringe, occupa meno spazio, l’aria si
comprime ed il palloncino scende. Se
non premiamo, l’aria non è compressa,
3
il palloncino si “allarga”, si estende e
4
perciò risale.
Aria compressa
Aria non compressa
scende
sale
Conduttori e non conduttori…
La corrente elettrica, di solito, viene trasportata da fili di rame, vi corre dentro: l’anno
scorso costruimmo un semplice circuito.
La parola “corrente” vuol dire “cosa che corre”: è formata infatti da tante cariche elettriche
in movimento.
In realtà, non sempre abbiamo della cariche che corrono nei fili, ma a volte le cariche
passano da un oggetto all’altro: ci è successo, ad esempio di prendere la scossa se
tocchiamo un oggetto, la portiera di un’automobile, se sfioriamo la mano di una persona…
queste sono cariche elettriche che passano da un oggetto all’altro.
Sappiamo anche che ci sono materiali conduttori e materiali che non conducono la
corrente, materiali isolanti.
Cerchiamo quali sono i m materiali conduttori utilizzando uno strumento particolare,
il conducimetro.
E’ una scatola con all’interno una piccola pila. All’esterno, da un lato ha due piccole
sbarrette e dall’altro una lucina che si accende se il materiale è conduttore. E’ un circuito
aperto se i due poli (le due
sbarrette) sono posti su un
materiale non conduttore; diventa
un circuito chiuso quando i due
poli vengono posti su un materiale
conduttore.
I poli del
conducimetro
sono appoggiati alla stagnola; la luce si
accende.
I poli del
conducimetro
sono appoggiati
al banco; la luce
resta spenta
spenta
Il legno asciutto
non conduce le
cariche
La stagnola
conduce le cariche
Circuito
Aperto: la
lampadina è
spenta
Circuito
Chiuso: la
lampadina
si accende
Materiali conduttori
Materiali non
conduttori
Ferro
Stagnola
Ferro non verniciato
Chiodi
Zinco
rame
piombo
Muro
Vetro
Legno
Stoffa
plastica
Abbiamo notato che la vernice protegge il materiale che ricopre. A volte permette alle
cariche di passare, a volte no.
L’acqua conduce le cariche?
Conducimetro con i poli
immersi nell’acqua distillata,
che non contiene cioè i sali
minerali: la lucina non si
accende
Conducimetro con i poli
immersi nell’acqua potabile,
del rubinetto che contiene i
sali minerali: la lucina si
accende
Conducimetro con i poli
immersi nell’acqua salata, di
mare, che contiene sale e
molti altri sali minerali: la
lucina si accende
Concludendo possiamo dire che i sali minerali presenti nell’acqua fanno da conduttori.
A volte le cariche si accumulano su un oggetto e si scaricano improvvisamente.
Cosa succede se “elettrizziamo” una bacchetta di plastica sfregandola velocemente contro
la stoffa e la avviciniamo al filo dell’acqua che scende dal rubinetto?
Osserviamo con attenzione:
L’acqua non scende più perpendicolarmente, ma devia verso la bacchetta.
Le molecole dell’acqua (le molecole sono le particelle più piccole dell’acqua)
si comportano come piccole calamite: hanno cariche elettriche positive e negative. Se
avvicino la bacchetta al filo dell’acqua le particelle negative attirano quelle positive. La
molecola dell’acqua che è fissa si gira in modo da rivolgere le cariche interessate.
Molecola dell’acqua
+
_
La stessa cosa succede se
elettrizziamo una bacchetta e la
avviciniamo ai pezzettini di carta:
questi vengono “attratti dalla
bacchetta”.
POSSIBILE, PROBABILE O IMPOSSIBILE ?
Lanciamo i dadi per cercare di comprendere meglio queste parole di uso comune. Siamo
tutti d’accordo che è impossibile che esca il numero 1, così come è impossibile che
escano i numeri oltre al 12.
E’ possibile che escano i numeri da 2 a 12, ma qual è la loro probabilità?
Effettuiamo con due dadi 100 lanci.
Ecco i risultati delle diverse uscite.
Numero
Numero
di volte in
cui è
uscito
2
4
3
7
4
11
5
12
6
14
7
22
8
11
9
11
10
4
11
4
12
1
22
14
11
12
11
11
7
4
4
4
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ecco tutte le possibili combinazioni:
il 2 potrà uscire con 1 combinazione (1+1)
2
3
4
5
6
7
3
4
5
6
7
8
4
5
6
7
8
9
il 3 potrà uscire con 2 combinazioni ( 2+1 ; 1+2)
il 4 potrà uscire con 3 combinazioni (1+3 ; 3+1 ;
2+2)…..
Il numero che ha più combinazioni possibili è il
numero 7:
5
6
7
8
9
10 1+6 ; 6+1 ; 5+2; 2+5 ; 4+3 ; 3+4.
6
7
8
9
10 11
7
8
9
10 11 12 le volte entrano in gioco tutte le possibilità.
Anche se c’è un maggior numero di combinazioni, non è
detto che lanciando i dadi esca il numero 7 perché tute