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Esperimenti sui Fluidi - Vasi Comunicanti, Capillarità e Spinta di Archimede

fisica



Esperimenti sui Fluidi

- Vasi Comunicanti, Capillarità e Spinta di Archimede -





Vasi Comunicanti



Svolgimento:

Un bicchiere d'acqua è stato versato all'interno di un sistema di 3 rami, diversi l'uno dall'altro per forma e dimensioni.

E' stata avanzata una sola ipotesi riguardo la disposizi 757c21h one del liquido all'interno del sistema: il raggiungimento di un'altezza h uguale in tutti i vasi comunicanti.

Il liquido ha raggiunto un'altezza h uguale in tutti i vasi comunicanti.




Spiegazione:

Si può quindi affermare che la pressione alla base di ogni ramo (P2) è la stessa, infatti poiché in ognuno di questi è contenuto un solo e identico liquido (di densità = δ), poiché in questi la pressione superficiale (P1) coincide con la Pressione Atmosferica (Pat), poiché l'altezza h è identica nei tre casi studiati, è possibile dimostrare ciò:


P2' = Pat + δ·h·g P2'' = Pat +  δ·h·g P2''' = Pat +  δ·h·g




Capillarità














Svolgimento:

Un bicchiere d'acqua è stato versato all'interno di un sistema di 5 rami, diversi l'uno dall'altro per diametro (sempre più ridotto da sinistra a destra).

Sono state avanzate due ipotesi riguardo la disposizi 757c21h one del liquido all'interno del sistema:

Il raggiungimento di un'altezza h uguale in tutti i vasi comunicanti.

Il raggiungimento di diverse altezze (h, h1, h2, h3, h4) crescenti e corrispondenti, rispettivamente, ai rami studiati da sinistra a destra.

Il liquido ha raggiunto un'altezza h nei due rami più a sinistra, un'altezza h1 nel ramo successivo, un'altezza h2  nel ramo successivo, un'altezza h3 nel ramo più a destra.


Spiegazione:



Sebbene il sistema studiato sia stato riconosciuto come insieme di vasi comunicanti (ciò si può evidenziare dalla pari altezza h nei primi due rami a sinistra), si sta assistendo ad un fenomeno del liquido versato nei confronti della superficie vetrosa, chiamato capillarità.

Questa, particolarmente evidente nei tubi sottili, si manifesta sulla superficie dell'acqua in contatto con il vetro, presentandosi sollevata soprattutto nel 3°, 4° e 5° ramo.




Spinta di Archimede


L'esperimento è stato affrontato con 5 oggetti: una massa m di forza Weight = x e di Volume = y; una massa m2 di  forza Weight = x, di Volume = y e di forma differente dalla prima; una massa m3 di forza Weight = x' e di Volume = y'; un recipiente di acqua ed un dinamometro.


Svolgimento:

Si affronta lo studio dei fenomeni riscontrati immergendo una massa in un fluido.


La prima parte dell'esperimento ha visto l'immersione della massa m in un recipiente d'acqua.

Dal grafico ottenuto si è potuto osservare come la forza W sia diminuita quanto la massa m è stata immersa nel fluido.



La seconda parte dell'esperimento ha visto l'immersione della massa m2 in un recipiente d'acqua.

Dal confronto tra il grafico ottenuto e il grafico precedente si è potuto osservare come la forza W della massa m2 sia rimasta uguale a quella della massa m in ogni fase dell'esperimento.


La terza parte dell'esperimento ha visto l'immersione parziale e completa della massa m3 in un recipiente d'acqua.

Dal grafico ottenuto si è potuto osservare come la forza W si riduca in proporzione al Volume di massa immerso nel recipiente. Ciò non appare muovendo la massa m3 all'interno del fluido né verticalmente né orizzontalmente.


Spiegazione:

Tutti questi fenomeni sono spiegabili grazie alla Spinta (o Principio) di Archimede, secondo la quale un corpo immerso (totalmente o parzialmente) in un fluido riceve una spinta (detta forza di galleggiamento) verticale (dal basso verso l'alto) di intensità pari al peso di una massa di fluido di forma e volume uguale a quella della parte immersa del corpo.






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