La spinta di Archimede

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1. 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.
Registriamo i dati nella tabella sottostante :
Oggetto
Materiale
Peso
(P)
Comportamento
in acqua
Pallina
Plastilina
5 mg
affonda
Spinta di
Archimede
(S)
S <P
Foglia
Plastilina
5 mg
affonda
S <P
Barchetta
Plastilina
5 mg
galleggia
S >P
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.
•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
Registriamo i dati nella tabella sottostante :
Oggetto
Materiale
Peso
Forma
Comportamento Spinta di
in acqua
Archimede
Pallina 1
Gomma
16g
Rotonda
affonda
S <P
Pallina 2
14g
Rotonda
galleggia
S >P
Pallina 3
Plastica
vuota
Vetro
20g
Rotonda
affonda
S <P
Pallina 4
Legno
22g
Rotonda
galleggia
S >P
Pallina 5
Plastilina
15g
Rotonda
affonda
S <P
Pallina 6
5g
Rotonda
galleggia
S >P
Pallina 7
Legno rotto
dentro
Pietra
18g
Rotonda
affonda
S <P
Pallina 8
Sughero
6g
Rotonda
galleggia
S >P
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.
•Riempire un bicchiere con acqua, un altro
bicchiere con olio ed ultimo con l’alcool
•Osserviamo il loro comportamento
Registriamo i dati nella tabella sottostante :
Oggetto
Materiale
Peso
Comportamento
in acqua
Comportamento Comportamento
in olio
in alcool
Pallina
Plastilina
5
Affonda
S>P
Affonda
S>P
Affonda
S>P
Pallina
Sughero
5
Galleggia
S<P
Galleggia
S<P
Galleggia
S<P
Pallina
Plastica
5
Affonda
S>P
Galleggia
S<P
Galleggia
S<P
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.
.
BIOGRAFIA
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.
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.
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".

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