LABORATORIO DI SCIENZE Prof.ssa Maria Colomba D’Amico Classe II A S. Secondaria I grado Gioia Sannitica ANNO 2013/2014 ALUNNO : ANGELO FIORILLO LABORATORIO DI SCIENZE

Scheda di laboratorio: la spinta di Archimede N.1 MATERIALE OCCORRENTE : Acqua Bilancia Cortellino Plastilina Contenitore

PROCEDIMENTO : Riempire il contenitore d'acqua per tre quarti 2. Prendere il coltellino e dividiamo la plastilina in varie parti. 3. Prendere la bilancia ,pesare gli oggetti , in modo che siano tutti dello stesso peso 4. Prendere questi oggetti divisi di plastilina e gli diamo ad ognuno di loro delle forme diverse ( pallina,foglia e barchetta ). 5. Prendere queste forme ed immergerle nel contenitore dell’acqua e proviamo a vedere la reazione con l’acqua.

Comportamento in acqua Osservazione: Registriamo i dati nella tabella sottostante : Oggetto Materiale Peso (P) Comportamento in acqua Spinta di Archimede (S) Pallina Plastilina 5 mg affonda S < P Foglia Barchetta galleggia S > P

Conclusione A parità di peso e materiale, la spinta di Archimede dipende dalla forma dell’oggetto. L’esperimento consiste nel mostrare che una certa quantità fissata di plastilina, modellata sotto forma di pallina, affonda mentre, sagomata in modo opportuno, galleggia, anche se la quantità di materiale utilizzata è sempre lo stesso (e quindi anche il peso) è lo stesso . Più acqua è spostata da un oggetto durante l’immersione, maggiore è la spinta che questo riceve verso l’alto. La barchetta di plastilina in orizzontale occupa sull’acqua un’ampia superficie e sposta quindi molta acqua, ricevendo una spinta verso l’alto sufficiente a tenerla a galla. La pallina di plastilina e la foglia in verticale spostano poca acqua, perché la superficie che si immerge è ridotta: la spinta che ricevono non basta a farli galleggiare.

La spinta di Archimede N. 2 MATERIALE OCCORRENTE : Acqua Bilancia Pallina di gomma Contenitore Pietra grande Tappo da sughero Pallina di plastilina Pallina di vetro Pallina di legno

PROCEDIMENTO: Riempire il contenitore d'acqua per tre quarti Prendere questi oggetti ed immergerle nel contenitore dell’acqua e proviamo a vedere la reazione con l’acqua

Comportamento in acqua Osservazione Registriamo i dati nella tabella sottostante : Oggetto Materiale Peso Forma Comportamento in acqua Spinta di Archimede Pallina 1 Gomma 16g Rotonda affonda S < P Pallina 2 Plastica vuota 14g galleggia S > P Pallina 3 Vetro 20g Pallina 4 Legno 22g Pallina 5 Plastilina 15g Pallina 6 Legno rotto dentro 5g Pallina 7 Pietra 18g Pallina 8 Sughero 6g

Conclusione A parità di forma, la spinta di Archimede dipende dalla materia di cui è formato l’oggetto. I tre corpi sono costituiti da tre materiali diversi e, quindi, hanno diversi pesi specifici. Si puoi concludere che se un corpo ha peso specifico maggiore di quello dell'acqua, esso va a fondo mentre galleggiano quelli che hanno peso specifico minore.

La spinta di Archimede N. 3 MATERIALE OCCORRENTE : Acqua Bilancia Contenitore Alcool Olio Pallina di plastica Bicchieri

PROCEDIMENTO : Riempire un bicchiere con acqua, un altro bicchiere con olio ed ultimo con l’alcool Osserviamo il loro comportamento  

Comportamento in alcool Osservazione Registriamo i dati nella tabella sottostante : Oggetto Materiale Peso Comportamento in acqua in olio Comportamento in alcool Pallina Plastilina 5 Affonda S>P Affonda S>P Affonda S>P Sughero Galleggia S<P Galleggia S<P Galleggia S<P Plastica Affonda S>P Galleggia S<P

Conclusione A parità di forma e di peso dell’oggetto, la spinta di Archimede dipende dalla natura del liquido in cui viene immerso l’oggetto. Il galleggiamento di un oggetto immerso in un liquido dipende dal valore della spinta di Archimede, forza diretta verso l’alto e dal valore della forza di gravità, diretta verso il basso. In questo caso specifico, la spinta di Archimede è tanto maggiore quanto maggiore è la densità del liquido. L'alcool è meno denso dell'olio, che a sua volta è meno denso dell'acqua. Ecco perché la pallina galleggia bene nell'acqua, un po' meno nell'olio, ma affonda nell’ alcool. .

APPROFONDIMENTO SU ARCHIMEDE

BIOGRAFIA ARCHIMEDE Archimede nasce a Siracusa nel 287 a.C. Egli si recò ad Alessandria d’Egitto dove conobbe alcune delle più grandi menti del tempo. Archimede ebbe modo di osservare meccanismi complessi come l’organo ad acqua. Tornato a Siracusa , Archimede, scopre il valore del Π. In seguito Archimede definisce il primo principio della leva, scrisse un libro fingendo di contare i granelli di sabbia di una spiaggia dimostra che i numeri possono essere finiti. Re Gerone, dopo aver affidato all’orafo diversi pezzi d’oro per farsi creare una corona nuova, si vede consegnare una corna dello stesso peso corrispondente all’oro consegnato. Ovviamente Gerone ordina ad Archimede di smascherare la truffa; l’idea gli venne proprio mentre faceva il bagno “Eureka!!!..Eureka!!!…”. Un altro viaggio ad Alessandria per Archimede e questa volta a borda della Siracusia. Durante il viaggio la nave ha imbarcato acqua ma grazie alla colea la stiva è stata svuotata. Quando ritorna a Siracusa, il grande inventore, crea una vera meraviglia: il planetario. Geronimo, erede di Gerone, dichiara guerra a Roma, intanto i romani inviano un esercito guidato da Marcello che assedia la città. Archimede studia catapulte, lancia dardi, artigli mobili, gru girevoli e specchi ustori, sono terribili strumenti al servizio di Siracusa.

ARCHIMEDE E LA SCIENZA L'opera di Archimede rappresenta certamente il culmine della scienza antica. In essa, la capacità di individuare insiemi di postulati utili a fondare nuove teorie si coniuga con la potenza e originalità degli strumenti matematici introdotti, l'interesse per questioni che oggi si definirebbero "fondazionali" con attenzione agli aspetti applicativi. Archimede, più che essere matematico, fisico e ingegnere, è stato il massimo esponente di una scienza che ignorava le divisioni che l'odierna terminologia spinge a considerare inevitabili. Archimede, almeno a giudicare dalle opere rimaste, non ebbe nell'antichità eredi a lui confrontabili. La crisi che colpì la scienza rese poco comprensibili le sue opere che, non a caso, anche quando si sono conservate sono state trasmesse da una tradizione manoscritta estremamente esile. Per quello che riguarda la matematica e l'assoluto disinteresse che ha mostrato la cultura romana per tale disciplina. Lo studio delle opere di Archimede, che impegnò a lungo gli studiosi della prima età moderna (ad esempio Piero della Francesca, Francesco Maurolico, Simone Stevino, Galileo Galilei) costituì un importante stimolo alla rinascita scientifica moderna. L'influenza di Archimede negli ultimi secoli (ad esempio sullo sviluppo di un'analisi matematica rigorosa) è oggetto di valutazioni discordi da parte degli studiosi.

LA TEORIA DEI CORPI CHE GALLEGGIANO Sui corpi galleggianti è una delle principali opere di Archimede, nella quale viene fondata la scienza dell'idrostatica. Nel primo dei due volumi dell'opera si enuncia un postulato dal quale viene dedotto come teorema quello che oggi è impropriamente chiamato il principio di Archimede. Oltre a calcolare le posizioni di equilibrio statico dei galleggianti, si dimostra che l'acqua degli oceani, in condizioni di equilibrio, assume una forma sferica. Sin dall'epoca di Parmenide gli astronomi greci sapevano che la Terra fosse sferica, ma qui, per la prima volta, questa forma viene dedotta da principi fisici. Il secondo libro studia la stabilità dell'equilibrio di segmenti di paraboloide galleggianti. Il problema era stato certamente scelto per l'interesse delle sue applicazioni alla tecnologia navale, ma la sua soluzione ha anche un grande interesse matematico. Archimede studia la stabilità al variare di due parametri, un parametro di forma e la densità, e determina valori di soglia di entrambi i parametri che separano le configurazioni stabili da quelli instabili. Per E.J. Dijksterhuis si tratta di risultati "decisamente al di là del confine della matematica classica".