AFFONDA O GALLEGGIA? -...
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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 La sfera piccola grande affonda 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!