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La clessidra ad acqua

La clessidra ad acqua
Materiale e istruzioni
di montaggio:
  due bottiglie di plastica da mezzo litro, due piccole cannucce, due piccoli bulloni e i relativi dadi, uno strato di vernice o di silicone. Unire, come mostrato in figura, i due tappi servendosi di dadi e bulloni. Aprire due piccoli fori nei tappi, far passare attraverso essi le cannucce, posizionandole a diversa altezza dalle due parti opposte. Per evitare eventuali perdite d’acqua nella regione di contatto dei tappi aggiungere uno strato di silicone o di vernice.
Come giocare:   riempire di acqua una bottiglia e avvitarle sopra la seconda bottiglia (chiaramente vuota). Invertire la posizione delle bottiglie e osservare che l’acqua scende attraverso la cannuccia che sta più in basso mentre l’aria sale attraverso l’altra cannuccia. Tarare la clessidra ad acqua segnando il livello dell’acqua nella bottiglia superiore a intervalli di tempo regolari. In alternativa, riempire la bottiglia con una quantità d’acqua corrispondente ad un intervallo di tempo di svuotamento definito.
La Fisica:  
  • l’acqua passa attraverso la cannuccia che sporge di meno nella bottiglia superiore, perché la pressione è maggiore che all’entrata dell’altra cannuccia (legge di Stevino),
  • mentre l’acqua scende, l’aria sale perché il volume disponibile per l’aria aumenta nella bottiglia superiore e diminuisce in quella inferiore,
  • nella bottiglia inferiore il volume di aria diminuisce, quindi la pressione aumenta (legge di Boyle), mentre nella bottiglia superiore accade il contrario: è proprio la differenza di pressione che spinge su l’aria;
  • è necessario un certo intervallo di tempo, che dipende dal diametro della cannuccia, affinchè l’acqua scenda dalla bottiglia superiore a quella inferiore.
Note didattiche:  
  • scoprire le differenti direzioni di moto dell’acqua e dell’aria tra le due bottiglie (Pb),
  • scoprire l’importanza delle diverse altezze delle due cannucce e interpretarla in relazione alla legge di Stevino (Pb),
  • capire che la pressione dell’aria varia al variare del volume disponibile (legge di Boyle) (Pb),
  • misurare il tempo necessario affinchè il livello dell’acqua diminuisca di una certa quantità,
  • correlare il livello dell’acqua con i volumi di aria e di acqua (Vf),
  • fare il confronto con le proprie previsioni.

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Last modified: Thu Mar 29 10:54:53 CEST 2001