Come si gioca a Pesare sott'acqua
- Scegli una prova e leggi la massa, il volume o le letture in aria e in acqua sulla scheda.
- Sotto il liquido, l'oggetto sposta il suo stesso volume, e il liquido spinge verso l'alto con il peso di altrettanto liquido: F_b = ρ·g·V.
- Il dinamometro segna il peso meno quella spinta: R = W − F_b. Scrivi la tua previsione e premi Avvia.
- Guarda il bicchiere: il liquido che trabocca pesa esattamente quanto perde il dinamometro.
Perché un sasso pesa meno sott'acqua?
L'acqua preme più forte quanto più si scende, quindi su qualsiasi cosa sott'acqua la spinta dal basso è maggiore di quella dall'alto. La differenza è una forza verso l'alto, e Archimede trovò quanto è grande: il peso del liquido che l'oggetto sposta, F_b = ρ·g·V. Appendi un sasso a un dinamometro e calalo in un recipiente pieno fino al beccuccio: l'acqua che fa uscire scorre in un bicchiere, e il dinamometro perde esattamente quanto pesa quell'acqua. Questo trasforma un dinamometro in uno strumento di misura. Ciò che perde il dinamometro dà il volume di qualsiasi forma irregolare, V = F_b ÷ (ρ·g). Il peso in aria diviso per ciò che perde dice quante volte l'oggetto è più denso dell'acqua: così si può verificare la corona di un orafo senza fonderla. In un liquido meno denso come l'olio lo stesso volume spinge meno verso l'alto, quindi il dinamometro segna di più. E conta solo la parte sotto il liquido, quindi un oggetto immerso a metà sente metà della spinta.
Un modello di apprendimento mirato
L'oggetto è appeso a un dinamometro e viene calato in modo uniforme per 2 s, da 3 cm sopra la superficie a 2 cm oltre l'immersione completa, oppure fino alla profondità che scrivi (mai più a fondo di così). Il recipiente è pieno fino al beccuccio, quindi ogni cm³ che va sotto spinge fuori un cm³ nel bicchiere, e la superficie resta al beccuccio. La spinta è F_b = ρ·g·V, dove V è la parte sotto il liquido, e il dinamometro segna R = W − F_b. L'oggetto non tocca mai il recipiente. L'oggetto e il recipiente sono in scala; il bicchiere no. Le risposte entro il 2% sono giuste. L'acqua è 1000 kg/m³, l'olio 800 kg/m³; g = 9,8 m/s². Si svolge in tempo reale.