SeCiF

Forum INDIRE 2002

Messaggio: Elisabetta Bortolucci
Località: Bologna

Esperimenti di fisica quotidiana

Vi propongo due semplici esperimenti di fisica elementare, il cui materiale è facilmente reperibile. Possono essere spunti interessanti per discussioni in classe, oppure si possono anche presentare come esperimenti teorici, raccontati e non eseguiti, lasciando poi allo studente la ‘previsione’ su quanto dovrebbe avvenire. Credo sia molto utile un approccio del genere per richiamare a situazioni concrete, di vita quotidiana, sia nelle scuole in cui ci sono possibilità di fare la fisica anche da un punto di vista teorico-matematico in modo soddisfacente, sia in istituti tecnici in cui, a mio parere, il programma richiesto è veramente sproporzionato rispetto agli strumenti conoscitivi in possesso dei ragazzi.

Materiale: una lattina da 3,3 dl vuota, acqua, un fornello, un guanto da giardiniere, un piatto leggermente fondo
Descrizione: Riscaldate sul fornello la lattina con al suo interno circa un dito d'acqua. Preparate su di un tavolo il piatto fondo riempito d'acqua. Quando l'acqua nella lattina sarà in ebollizione prendete la lattina dal fornello e capovolgetela rapidamente sul piatto, badando che l'apertura sia completamente immersa.
Spiegazione: Quando la lattina viene rovesciata sul piatto essa è piena soprattutto di vapore acqueo. Al momento che essa viene posata sul piatto, a seguito della diminuizione della temperatura, il vapore acqueo condensa rapidamente (in frazioni di secondo). Il passaggio dalla fase gassosa a quella liquida comporta sempre una drastica diminuzione dello spazio occupato. (A pressione ambientale 1 kg d'acqua occupa un volume di 1 dm3, mentre 1 kg di vapore acqueo occupa poco meno di 1 m3). Questo passaggio provoca perciò una brusca caduta della pressione all'interno della lattina. Essendo il processo così veloce, l'acqua contenuta nel piatto, a causa della sua inerzia, non può essere risucchiata abbastanza velocemente all'interno della lattina per cercare di compensare in qualche modo questa depressione rispetto all'esterno. La lattina cede ("collassa") perciò improvvisamente sotto la pressione dell'aria circostante, esercitata sulle pareti della lattina. La resistenza laterale della lattina non è infatti sufficiente per resistere alla differenza di pressione.

Materiale: una bottiglietta vuota in PET da 3,3 dl (con tappo), una bottiglietta vuota di vetro da 3,3, dl (con tappo) , una monetina da 20 centesimi.
Descrizione: Lasciare al fresco la bottiglietta di PET aperta per almeno 30 minuti. Per l'esperimento bisogna appoggiare il tappo rovesciato sul collo della bottiglietta, dopo averlo inumidito con un po' di acqua o di saliva. Inserire nel tappo la monetina. Appoggiare entrambe le mani attorno alla bottiglietta e attendere alcuni secondi.
Ripetere l'esperimento con la bottiglietta in vetro e/o con diverse monetine o senza monetina.
Spiegazione: Durante il periodo in cui la bottiglietta è rimasta al fresco l'aria al suo interno ha raggiunto una temperatura relativamente bassa. Quando si appoggiano le mani, a temperatura superiore rispetto a quella dell'aria nella bottiglietta, si instaura un passaggio di energia termica dalle mani alla bottiglietta che porta al riscaldamento dell'aria contenuta nella bottiglietta. Poiché la bottiglietta è "chiusa" dal tappo rovesciato l'aria non può immediatamente dilatarsi a seguito del riscaldamento. Come descritto dalla legge dei gas inizialmente si avrà un aumento di pressione all'interno della bottiglietta fin quando l'aria non riuscirà a sollevare il tappo. Una parte dell'aria allora uscirà dalla bottiglietta, la pressione diminuirà, il tappo ricadrà sulla bottiglietta, e il ciclo ricomincerà...

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14-05-2002 11:34



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