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VERIFICA DELLA LEGGE DI ARCHIMEDE

fisica


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VERIFICA DELLA LEGGE DI ARCHIMEDE.

SCOPO:

Verificare l'esistenza della spinta di Archimede utilizzando tre tipi diversi di fluido(acqua,acqua salata e alcool)e diverse masse. In seguito confrontare il risultato ottenuto sperimentalmente con quello ottenuto tramite le formule.

ATTREZZATURE:

Strumento



Portata

Sensibilità

Foto

Piedistallo

Cilindro graduato

250ml

2ml

Cilindro graduato

100ml

1ml

Bilancia

600g

0.01g

Dinamometro

0.2N

0.004N

Dinamometro

1N

0.02N

Dinamometro

2N

0.04N

Dinamometro

5N

0.1N

Densimetro

1.5kg\m

0.01kg\m

Peso 1,2,3,4,5

         

Peso 6

Acqua

Acqua salata

Alcool

Pipetta

PROCEDIMENTO:

  • Calcolare portata e sensibilità di tutti gli strumenti;
  • Misurare il volume degli oggetti per spostamento di liquido:

1.      riempire il cilindro graduato con una qualsiasi quantità d'acqua.

  • Considerandolo come volume iniziale:

2.      immergere l'oggetto e aumentare la quantità d'acqua,questo viene considerato come volume finale.

  • Calcolare la differenza tra Viniziale e Vfinale:il risultato è il volume dell'oggetto;
  • Misurare la massa dell'acqua pesando prima il cilindro graduato vuoto,poi riempito di acqua per calcolare infine la massa dell'acqua facendo la differenza tra le due masse ottenute;
  • Misurare il volume dell'acqua leggendolo sul cilindro graduato;
  • Calcolare la densità dell'acqua facendo il rapporto tra massa e volume e verificarlo utilizzando il densimetro;
  • Misurare il peso in aria dei vari oggetti appendendoli al dinamometro agganciato al supporto,dopo aver controllato che lo strumento sia ben tarato;
  • Immergere completamente nell'acqua l'oggetto agganciato al dinamometro e misurare nuovamente il valore del suo peso;
  • Calcolare la spinta di Archimede facendo la differenza tra peso in aria e peso in acqua dell'oggetto;
  • Confrontare il dato ottenuto con la formula;
  • Calcolare gli errori relativi e gli errori assoluti di ogni misurazione;
  • Ripetere lo stesso procedimento con acqua salata e alcool.

TABELLE:

Oggetto

V(ml)

       (ml)

       v

Vm

     A

1

1

1

1*10

      B

6

2

0.33

6*10

     C

12

2

0.17

12*10

     D

20

2

0.1

20*10

      E

26

2

0.08

26*10

      F

32

2

0.06

32*10

 

m

V

d

dcon densimetro

     d

Acqua

198,77g

  0,01g

200cm



  2cm

993,5kg\m

  0,01kg\m

1000kg\m 

  0,01kg\m

0,00001

Acqua salata

234,35g

  0,01g

200cm

  2cm

1171,75kg\m

  0,01kg\m

1200kg\m

  0,01kg\m

0,000008

Alcool

170,23g

  0,01g

200cm

  2cm

0,85kg\m

  0,01kg\m

0,850kg\m

  0,01kg\m

0,01

        IN ARIA   

              V

            

0,1N

0,004N

0,04

0,48N

0,02N

0,04

0,98N

0,02N

0,02

1,52N

0,04N

0,036

2N

0,04N

0,02

2,5N

0,1N

0,04

In acqua

   V

 

0,088N

0,004N

0,045

 

0,42N

0,02N

0,048

 

0,86N

0,02N

0,023

 

1,32N

0,04N

0,125

 

1,76N

0,04N

0,023

 

2,2N

0,1N

0,045

 

In acqua salata

             V

0,088N

0,004N

0,045

0,42N

0,02N

0,048

0,82N

0,02N

0,024

1,28N

0,04N

0,031

1,68N

0,04N

0,024

2,1N

0,1N

0,048

Alcool

 

0,088N

0,004N

0,045

0,44N

0,02N

0,045

0,88N

0,02N

0,023

1,32N

0,04N

0,125

1,76N

0,04N

0,023

2,2N

0,1N

0,045

    Acqua

       Spinta

A

0,012N

0,008N

B

0,06N

0,04N

C

0,12N

0,04N




D

0,2N

0,08N

E

O,24N

0,08N

F

0,3N

0,2N

Acqua salata

Spinta

            A  

0,012N

0,008N

             B

0,06N

0,04N

             C

0,16N

0,04N

             D

0,24N

0,08N

             E

0,32N

0,08N

             F

0,4N

0,2N

             

Alcool

              A

0,012N

0,008N

              B

0,04N

0,04N

              C

0,1N

0,04N

              D

0,2N

0,08N

              E

0,24N

0,08N

              F

0,3N

0,2N

SPINTA:

Oggetto

Acqua

Acqua salata

Alcool

           A

0,010N

   0,01N

0,011N

  0,01N

0,000008N

  0,000008N

           B

0,06N

  0,02N

0,07N

  0,023N

0,00005N

  0,00002N

 C

0,11N

  0,02N

0,14N

  0,023N

0,00009N

  0,00001N

 D

0,2N

  0,02N

0,24N

  0,024N

0,0002N

  0,000022N

          E

0,25N

  0,02N

0,30N

  0,024N

0,0002N

  0,000018N

          F

0,31N

  0,02N

0,38N

  0,023N

0,0003N

  0,00002N

ELABORAZIONE DATI:

  • Per il calcolo della densità abbiamo diviso la massa per il volume(d=m)

Es: d    = m =                             = 993,5kg\m

L'errore assoluto è stato calcolato sommando gli errori relativi di m e V e moltiplicando il risultato per il valore medio della densità

Es:      d =                                                                 = 0,01

                0,01*993,5g\m= 9,935kg\m

  • Per il calcolo della spinta di Archimede abbiamo moltiplicato la densità per la costante di gravitazione universale e per il volume dell'oggetto.

Es.per il primo oggetto in acqua:Fa=d*g*V=1000kg\m*9,8N\kg*1*10 = 0,01N

L'errore assoluto è stato calcolato sommando l'errore relativo della densità e l'errore relativo del volume dell'oggetto. Il risultato ottenuto,in seguito, l'abbiamo moltiplicato per il valore medio della spinta.

Es. per il primo oggetto in acqua:     Fa=      d+     v =0,00001+1=1

1*0,010N= 0,010N

  • Per il calcolo dell'errore assoluto del volume degli oggetti vale la sensibilità dei vari strumenti

  • Per il calcolo del peso in aria,nell'acqua, nell' acqua salata e nell'alcool

  • Per il calcolo dell'errore assoluto della spinta di Archimede misurata sperimentalmente abbiamo sommato gli errori assoluti di P1 e P2 in aria, acqua, acqua salata e alcool.

DIFFICOLTà INCONTRATE:

Sono state riscontrate alcune difficoltà per quanto riguarda il calcolo degli errori assoluti e quelli relativi.

Altri ostacoli sono stati trovati nel concordare le diverse unità di misura e nell'utilizzo dei vari strumenti,che richiedeva un'accurata attenzione.

POSSIBILI ERRORI COMMESSI:

Alcuni dei valori trovati durante l'esperienza in laboratori non corrispondono a quelli che si calcolano con l'utilizzo della formula,questo a causa dei probabili errori che sono stati commessi. Ad esempio:

·        I dinamometri e gli altri strumenti non sono stati tarati adeguatamente e questo causava dei valori diversi da quelli che si dovevano ottenere realmente;

·        La lettura dei valori ottenuti non è stata precisa;

·        Possono essere rimaste delle goccioline attaccate ai vari pesi tra un'immersione e l'altra. Questi dovevano essere asciugati ogni volta,perché anche una sola gocciolina poteva variare il valore finale;

·        Il gancio del dinamometro,durante l'immersione dell'oggetto nel fluido,non doveva essere immerso. Non sempre questo procedimento è stato effettuato con la giusta precisione e ciò portava a un'alterazione dei valori.

CONCLUSIONE:

Tramite questa esperienza siamo riusciti a verificare l'esistenza della legge di Archimede tramite l'osservazione del peso dell'oggetto prima in aria e poi nei vari fluidi(acqua,acqua salata e alcool). Abbiamo notato che il peso del corpo all'asciutto e il peso del corpo immerso non sono uguali,infatti quello immerso risulta inferiore. Ciò accade perché,come ci dice la legge,un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del fluido spostato. Abbiamo trovato delle discordanze per quanto riguarda i valori  della spinta dell'alcool;quella dell'acqua e quella dell'acqua salata erano molto simili alla formula.







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