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Il cappuccio sommozzatore

Il cappuccio sommozzatore
Materiale e istruzioni
di montaggio:
  una bottiglia di plastica da mezzo litro e il cappuccio di una penna a sfera (preferibilmente trasparente). Fissare al cappuccio due clips per renderlo pesante, riempire la bottiglia di acqua e immergere verticalmente il cappuccio: se la grandezza del cappuccio e il peso delle clips sono corretti, il cappuccio galleggerà.
Come giocare:   chiudere la bottiglia; se si comprime la bottiglia come mostrato in figura il “sommozzatore” affonda, se si lascia la presa, esso sale in superficie e galleggia.
La Fisica:  
  • quando il cappuccio è immerso verticalmente nell’acqua, una piccola quantità d’aria è intrappolata nel cappuccio (se il cappuccio è trasparente, l’aria intrappolata è ben visibile) e il cappuccio galleggia (spinta di Archimede),
  • comprimendo, la pressione applicata dalla mano si propaga in tutte le direzioni dentro l’acqua (principio di Pascal) e all’aria intrappolata nel cappuccio,
  • l’aumento di pressione riduce il volume dell’aria intrappolata (legge di Boyle - se il cappuccio è trasparente, la diminuzione del volume dell’aria è ben visible),
  • la riduzione del volume dell’aria intrappolata dentro il cappuccio causa una riduzione della spinta di Archimede e il cappuccio affonda,
  • eliminando la pressione applicata dalla mano, l’aria intrappolata nel cappuccio si espande e il cappuccio risale fino a galleggiare.
Note didattiche:  
  • sentire la forza necessaria per applicare una pressione alla bottiglia chiusa (Pa),
  • scoprire la propagazione della pressione nell’acqua (Pb),
  • scoprire le variazioni di volume nell’aria (Vf),
  • analizzare la relazione tra pressione e volume nell’aria (Pb),
  • indagare sulle condizioni per affondare o galleggiare (Pc),
  • confrontare con le proprie aspettative.

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Last modified: Thu Mar 29 10:57:19 CEST 2001