AFFONDA O
GALLEGGIA?
Relazione del laboratorio di fisica
a.a 2014/2015
Gruppo: Basciu Marta, Murtas Michele, Picchedda
Laura, Pistis Antonella, Sanna Debora, Testa Laura
TEORIA
La legge di Archimede afferma che:
“Un corpo immerso in un fluido
riceve una spinta verticale
dal basso verso l’alto
pari al peso del fluido
spostato”
TEORIA 2
Dal punto di vista matematico la forza di
Archimede è definita come
Fa=df•g•V
Dove:
Fa: è Forza di Archimede
df: è la densità del fluido
g: è accelerazione di gravità
V: è il volume del corpo immerso nel fluido
IPOTESI DI PARTENZA
-La densità di un corpo, rispetto al fluido in
cui è immerso, determina il suo
galleggiamento nel fluido stesso
-Nel caso di un fluido come l’acqua, la cui
densità è : 1 g/cm³
-se il corpo ha una densità maggiore di 1
affonda
-se il corpo ha una densità minore di 1
galleggia
PRIMO ESPERIMENTO
¢ Strumenti
-
-
-
-
-
-
utilizzati:
Palline di plexiglass di diverse dimensioni
apribili
Biglie di diversa massa
Pallina di piombo
Bilancia digitale
Becker graduato
Bacinella con dell’acqua
SVOLGIMENTO DELL’ESPERIMENTO 1A
¢
¢
Dopo aver aperto la sfera di plexiglass più piccola,
sono stati inseriti al suo interno delle biglie e una
pallina di piombo.
La sfera riempita e richiusa è stata posta
nella bacinella ed è affondata
dentro l’acqua.
La sfera grande non è stata riempita di alcun
materiale
¢ Una volta posta dentro la bacinella, è rimasta a galla
sull’acqua.
¢
SVOLGIMENTO DELL’ESPERIMENTO 1B
¢ La
sfera piccola, riempita, è stata inserita dentro
la sfera grande.
¢ La sfera grande con all’interno la sfera piccola,
una volta dentro la bacinella, è rimasta a galla
sull’acqua.
OSSERVAZIONE
¢ Da
quanto osservato possiamo dire che:
-La sfera piccola è affondata
-La sfera grande è rimasta a galla
VERIFICA NUMERICA
¢ Per
verificare numericamente quanto visto,
abbiamo misurato delle palline:
¢ - la massa
¢ - il volume
DEFINIZIONI
Massa
¢ La
massa di un corpo è la quantità di materia che
esso contiene, è una caratteristica intrinseca
della materia, rimane sempre la stessa
¢ Si misura in Kg o g
Volume
¢ Il
volume è lo spazio occupato da un corpo
¢ Si misura in m³ o cm³
DENSITÀ
¢ Il
rapporto tra la massa e il volume, ci dà la
densità.
¢ Per densità si intende quanta materia(massa) c’è
in un certo spazio(volume)
¢ La densità è una grandezza disomogenea e indica
quale sarebbe la massa se il volume fosse
unitario.
MISURE
Misura della massa
¢ Per misurare la massa delle sfere, abbiamo
utilizzato una bilancia digitale, avente:
- una portata di 1000 g
- una sensibilità di 1 g
Misura del volume
¢ Per misurare il volume delle sfere, abbiamo
utilizzato un becker graduato avente:
- una portata di 1300 ml
- una sensibilità di 100 ml
SENSIBILITÀ E PORTATA
Sensibilità di uno strumento: è il più
piccolo valore della grandezza che lo
strumento può misurare
Portata di uno strumento: è il più
grande valore che lo strumento può
misurare
MISURAZIONE DELLA MASSA
La misurazione della massa è stata semplice.
¢ E’ stata posta sopra la bilancia digitale prima la
pallina piccola riempita e sul display della bilancia è
stata letta la sua massa, m₁=116 g
¢ Tolta la pallina appena pesata, è stata posta sulla
bilancia la pallina grande contenente al suo interno la
pallina piccola riempita, anche in questo caso è stata
letta la sua massa, m₂= 167 g ¢
MISURAZIONE DEL VOLUME
¢ La
misurazione del volume è stata un po’ più
complicata.
¢ Il volume infatti si misura indirettamente
attraverso la variazione di una lunghezza.
¢ Dopo aver riempito il becker con dell’acqua, è
stato segnato il livello raggiunto dal liquido
V=720 cm³
MISURAZIONE DEL VOLUME
-E’ stata immersa la sfera piccola riempita all’interno del liquido ed è stata
osservata la variazione del volume dell’acqua.
- Si è visto che il volume è passato da:
720 cm³ a 800 cm³
Pertanto il volume della pallina piccola è di:
Vfin-Vini= 800-720=80cm³ V₁=80 cm³
-Una volta tolta la sfera piccola dal liquido, è stata immersa la sfera grande con
all’interno la sfera piccola riempita, facendo attenzione che fosse immersa
completamente solo e soltanto la sfera e non parti delle dita servite a spingerla
sott’acqua.
-Si è visto che il volume è passato da:
720 cm³ a 1280 cm³
Pertanto il volume della pallina grande
con all’interno la pallina piccola riempita è di
Vfin-Viniz= 1280-720= 560 cm³
V₂= 560 cm³
CALCOLO DENSITÀ
Sapendo che la densità è il rapporto tra la massa e il volume abbiamo trovato
che:
-la densità della sfera piccola riempita è:
m₁ = 116 g V₁=80 cm³ -­‐la densità della sfera grande con all’interno la sfera piccola riempita è: m₂= 167g V₂= 560 cm³ VERIFICA NUMERICA DELLA DENSITÀ
¢ Dopo
avere effettuato i vari calcoli, abbiamo
verificato che:
¢ La densità della sfera piccola è maggiore di uno
¢ La densità della sfera grande è minore di uno
d₁=1,45 g/cm³ d₂= 0,298 g/cm³ d₁ >1 d₂<1 La sfera
piccola
affonda
La sfera
grande
galleggia
ERRORE ASSOLUTO E RELATIVO
¢ L'errore
assoluto rappresenta l'imperfezione
strumentale con cui viene effettuata la misura. È
definito come la differenza tra il valore misurato
e il valore esatto.
¢ L'errore relativo è il rapporto tra l'errore assoluto
e il valore medio, comunemente anche chiamata
media aritmetica e ciò permette di stabilire la
precisione di una misura. Intanto il valore medio
si calcola sommando tutte le misure e
successivamente dividendo la somma per il
numero delle misure
CALCOLO ERRORI
¢ Il
valore della densità sarà: 0,298 g/ cm3 ± 0,055,
quindi oscillerà da 0,243 a 0,353.
CONCLUSIONI
¢ Le
ipotesi di partenza sono state
corroborate.
¢ Il corpo con densità maggiore della
densità del fluido in cui è immerso
affonda
¢ Il corpo con densità minore del fluido
in cui è immerso galleggia
ESPERIMENTO 2A
¢ Terminato
il primo esperimento ne abbiamo
eseguito un altro
introducendo una variazione:
il sale nell’acqua
¢ Inoltre non tutti gli strumenti del primo
esperimento sono stati utilizzati
ESPERIMENTO 2B
¢ Strumenti
-
-
-
-
utilizzati:
Sfera di plexiglass piccola usata in precedenza
Becker graduato
Acqua
Sale
IPOTESI DI PARTENZA
¢ Aggiungendo
del sale a dell’acqua, la densità
dell’acqua aumenta.
¢ Il liquido costituito dall’acqua e sale esercita una
spinta maggiore sulla pallina piccola riempita
rispetto alla sola acqua.
La densità dell’acqua è 1
La densità del liquido acqua-sale è maggiore di 1
SVOLGIMENTO
¢ Abbiamo
riempito il becker graduato con
dell’acqua
¢ Abbiamo immerso la sfera piccola, riempita,
nell’acqua all’interno del becker.
¢ La sfera è affondata.
¢ Abbiamo osservato a quale
tacca del becker arrivava la parte
più alta della sfera
AGGIUNTA DEL SALE
¢ Abbiamo
aggiunto del sale e abbiamo mescolato il
tutto
¢ Abbiamo constatato che la pallina è salita di un
po’ verso l’alto
CONCLUSIONI
¢ Anche
in questo secondo esperimento le ipotesi
sono state corroborate.
¢ La spinta esercitata dal liquido acqua-sale è
risultata maggiore rispetto alla spinta esercitata
dalla sola acqua sulla sfera.
¢ A parità di densità della sfera, nei due
esperimenti, la densità dell’acqua è aumentata
con l’aggiunta del sale.
¢ d₁= 1,45 g/cm³
d.liq >1
¢ Maggiore
densità ha il liquido spostato, maggiore
sarà la spinta di Archimede!
W ARCHIMEDE
FINE
