Forma Pressione Peso Combustione Aria calda e fredda Volo A cura del responsabile del laboratorio di scienze Ins. Cristina Andrini

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Dove si trova l'aria?

Cosa serve? ⇒ Una vaschetta ⇒ Acqua ⇒ Un bicchiere ⇒ Un foglio di carta

Cosa devi fare? 1. Riempi la vaschetta di acqua 2. Appallottola la carta e mettila nel bicchiere 3. Immergi il bicchiere capovolto nell'acqua fino a toccare il fondo della vaschetta 4. Togli il bicchiere senza inclinarlo

Cosa noti? La carta è rimasta asciutta perché l'acqua non è riuscita ad entrare nel bicchiere, perché è già pieno di un'altra materia.

NEL BICCHIERE APPARENTEMENTE VUOTO, C'È L'ARIA. L'ARIA OCCUPA TUTTO LO SPAZIO INTORNO A NOI.

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Dove si trova l'aria?

Cosa serve? ⇒ Una vaschetta ⇒ Acqua ⇒ Una bottiglia

Cosa devi fare? 1. Riempi la vaschetta di acqua 2. Immergi il collo della bottiglia 3. Poi inclina leggermente la bottiglia 4. Osserva

Cosa noti? Quando ho immerso il collo della bottiglia nell'acqua, l'acqua non entrava perché la bottiglia era piena d'aria. Poi quando ho inclinato la bottiglia, sono salite in superficie delle bolle.

NELLA BOTTIGLIA APPARENTEMENTE VUOTA, C'È L'ARIA. L 'ARIA OCCUPA TUTTO LO SPAZIO INTORNO A NOI.

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L'aria si consuma?

Cosa serve? ⇒ Un piatto fondo ⇒ Una candela ⇒ Acqua ⇒ Un barattolo di vetro alto e stretto ⇒ Un fiammifero

Cosa devi fare? 1. Accendi la candela e fissiamola sul piatto con una goccia di cera 2. Versa abbondante acqua nel piatto 3. Capovolgi il barattolo sulla candela fino a farlo appoggiare con l'imboccatura sul fondo del piatto 4. Aspetta che la candela si spenga

Cosa noti? L'acqua sale all'interno del barattolo di vetro

QUANDO LA FIAMMA HA CONSUMATO L'OSSIGENO PRESENTE NELL'ARIA ALL'INTERNO DEL BARATTOLO, SI

SPEGNE E L'ACQUA SALE A OCCUPARE IL SUO POSTO, SPINTA DALL'ARIA ALL'ESTERNO.

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L'aria pesa?

Cosa serve? ⇒ Due palloncini ⇒ Filo ⇒ Una gruccia per abiti ⇒ Una matita

Cosa devi fare? 1. Lega con il filo un palloncino vuoto ad una estremità della gruccia 2. Gonfia l'altro palloncino e fai un nodo per chiuderlo 3. Lega il palloncino gonfio all'altra estremità della gruccia 4. Tieni la gruccia sospesa alla matita

Cosa noti? La gruccia si inclina dalla parte dove è appeso il palloncino gonfio, perché l'aria che vi è contenuta lo fa pesare di più di quello sgonfio

SE IL PALLONCINO GONFIO PESA DI PIÙ DI QUELLO SGONFIO, VUOL DIRE CHE L'ARIA HA UN PESO.

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L'aria esercita una pressione?

Cosa serve? ⇒ Un bicchiere ⇒ Acqua ⇒ Un foglietto di carta

Cosa devi fare?

1. Riempi il bicchiere d'acqua fino all'orlo 2. Appoggiaci sopra il foglio di carta in modo che aderisca perfettamente 3. Capovolgi il bicchiere tenendo il foglio di carta con la mano 4. Togli la mano che tiene il foglio di carta

Cosa noti? Togliendo la mano il foglio di carta resta attaccato al bicchiere e impedisce all'acqua di cadere

IL FOGLIO NON CADE, PERCHÉ L'ARIA ESERCITA UNA PRESSIONE SUL FOGLIO. QUESTA SI CHIAMA PRESSIONE

ATMOSFERICA.

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L'aria esercita una pressione?

Cosa serve? ⇒ Un righello ⇒ Un grande foglio di carta ⇒ Un tavolo come base di appoggio

Cosa devi fare? 1. Appoggia il righello sul tavolo in modo che sporga dal bordo per circa un terzo 2. Metti il foglio di carta sulla parte del righello che sta sul tavolo, facendolo aderire bene al piano di appoggio 3. Dai un colpo alla parte sporgente del righello per far saltare in aria il foglio; attenzione: un colpo troppo forte potrebbe

rompere il righello Cosa noti? Il foglio impedisce al righello di sollevarsi

POICHÉ LA SUPERFICIE DEL FOGLIO È MOLTO AMPIA, LA QUANTITÀ DI ARIA CHE PREME SUL FOGLIO È TALE DA

IMPEDIRE CHE IL FOGLIO SI SOLLEVI, NONOSTANTE LA FORZA DEL NOSTRO COLPO. L'ARIA ESERCITA LA SUA FORZA DI PRESSIONE SU TUTTE LE SUPERFICI CON CUI VIENE A CONTATTO.

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L'aria si comprime?

Cosa serve? ⇒ Una siringa senza ago

Cosa devi fare? 1. Solleva lo stantuffo della siringa 2. Tappa il foro della siringa con un dito 3. Premi lo stantuffo con l'altra mano 4. Sempre con il foro chiuso rilasciamo lo stantuffo

Cosa noti? Si fatica a premere lo stantuffo perché lo spazio a disposizione dell'aria diminuisce e aumenta la pressione. Quando si lascia lo stantuffo, torna nella posizione di partenza perché l'aria rioccupa lo spazio di prima

L'ARIA, QUINDI, È COMPRIMIBILE ED ELASTICA.

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L'aria si comprime?

Cosa serve? ⇒ Spago ⇒ Nastro adesivo ⇒ Un palloncino di medie dimensioni ⇒ Una cannuccia

Cosa devi fare? 1. Infila lo spago nella cannuccia e legalo ben teso a due punti distanti della stanza (ad esempio maniglie, ganci, ecc.) 2. Gonfia il palloncino e tienilo chiuso con le dita 3. Fissalo sotto la cannuccia utilizzando il nastro adesivo e posizionalo ad un'estremità dello spago 4. Togli le dita dalla chiusura del palloncino e lascialo libero

Cosa noti? Il palloncino corre a tutta velocità lungo il filo.

QUANDO IL PALLONCINO VIENE LASCIATO LIBERO L'ARIA E SCE E DI CONSEGUENZA (PER REAZIONE) IL

PALLONCINO VIENE SPINTO NEL VERSO OPPOSTO, CIOÈ IN AVANTI. L'ARIA, SI PUÒ COMPRIMERE; LA FORZA DELL'ARIA COMPRESSA PUÒ SOSTENERE E SPOSTARE PESI NOTEVOLI.

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Che cosa succede all'aria che si riscalda?

Cosa serve? ⇒ Un bicchiere ⇒ Un libro ⇒ Una tavola con la superficie levigata ⇒ Acqua calda e fredda

Cosa devi fare? 1. Appoggia la tavola sul libro in posizione leggermente inclinata; bagna il bicchiere con l'acqua fredda e mettilo capovolto

sulla parte alta della tavola 2. Bagna ora il bicchiere nell'acqua calda e mettilo di nuovo sulla parte alta della tavola

Cosa noti? Quando il bicchiere è bagnato con l'acqua fredda, si muove leggermente verso il basso, poi si ferma. Quando è bagnato con l'acqua calda, scivola rapidamente in basso e cade.

L'ARIA CONTENUTA NEL BICCHIERE, RISCALDATA DALL'ACQUA, SI ESPANDE E SOLLEVA IMPERCETTIBILMENTE

DALLA TAVOLA IL BICCHIERE, RENDENDOLO LIBERO DI SCI VOLARE VERSO IL BASSO SENZA ATTRITO. L'ARIA, SCALDANDOSI, SI DILATA E OCCUPA UNO SPAZIO MAGGIORE DI QUELLA FREDDA.

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Con il calore, l'aria si dilata?

Cosa serve? ⇒ Una bottiglia di plastica ⇒ Un palloncino ⇒ Un elastico ⇒ Una pentola con acqua molto calda

Cosa devi fare? 1. Con l'elastico ferma il palloncino al collo della bottiglia 2. Immergi la bottiglia nell'acqua calda

Cosa noti? Il palloncino si gonfia

L'ARIA GONFIA IL PALLONCINO PERCHÉ RISCALDANDOSI SI DILATA E OCCUPA PIÙ SPAZIO.

QUINDI, L'ARIA SI DILATA CON IL CALORE. QUESTO FENOMENO SI CHIAMA ESPANSIONE

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Con il calore, l'aria si dilata?

Cosa serve? ⇒ Una piccola bottiglia di plastica con il tappo a vite ⇒ Una cannuccia di plastica ⇒ Un chiodo o uno spillo ⇒ Dell'inchiostro o della tempera ⇒ Un contenitore con acqua molto calda

Cosa devi fare?

1. Leva il tappo dalla bottiglia e fagli un buco con le forbici. 2. Riempi a metà la bottiglia con dell'acqua calda e versa qualche goccia d'inchiostro o di tempera. 3. Avvita il tappo; spingi la cannuccia nel buco e premi la plastilina intorno per sigillare il foro. Metti della plastilina in cima

alla cannuccia e poi pratica in essa un foro con il chiodo o con lo spillo. 4. Immergi la bottiglia nel recipiente pieno d'acqua molto calda. 5. Attendi un attimo

Cosa noti? Dalla cannuccia inizia ad uscire l'acqua zampillando come una fontana

L'ACQUA CALDA RISCALDA L'ARIA CONTENUTA NELLA BOTTIGLIA CHE, ESPANDENDOSI, SPINGE L'ACQUA NELLA

CANNUCCIA FINO A FARLA ZAMPILLARE.

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Aria calda e fredda esercitano la stessa pressione?

Cosa serve? ⇒ Una bottiglia di plastica vuota da un litro e mezzo con il tappo ⇒ Acqua calda

Cosa devi fare? 1. Riempi d'acqua calda la bottiglia 2. Dopo qualche secondo svuotala e mettile immediatamente il tappo

Cosa noti? Vedrai la bottiglia appiattirsi lateralmente come se due mani la schiacciassero

È LA PRESSIONE DELL'ARIA ESTERNA CHE SCHIACCIA LA BOTTIGLIA PERCHÉ L'ARIA RISCALDATA SI ESPANDE,

PESA DI MENO E QUINDI ESERCITA UNA PRESSIONE MINORE DELL'ARIA FREDDA.

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L'aria calda sale verso l'alto?

Cosa serve? ⇒ Un fornello elettrico ⇒ Una girandola

Cosa devi fare? 1. Appendi sopra il fornello elettrico, ad una certa distanza, la girandola 2. Accendi il fornello elettrico fino a farlo diventare molto caldo

Cosa noti? La girandola inizia a girare

A METTERE IN MOTO LA GIRANDOLA È L'ARIA CALDA, CHE SALE VERSO L'ALTO.

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Come si diffonde il calore nell'aria?

Cosa serve? ⇒ Carta velina ⇒ Forbici ⇒ Spago ⇒ Nastro adesivo ⇒ L'esperimento deve essere realizzato all'interno di una stanza riscaldata d'inverno.

Cosa devi fare? 1. Fissa con il nastro adesivo su un pezzo di spago lungo almeno un metro delle sottili strisce di carta velina 2. Con altri due pezzi di nastro adesivo fissa le estremità dello spago alla parte bassa della finestra, come nel disegno 3. Apri la finestra fino a tendere il filo e osserva il movimento delle strisce di carta

Cosa noti? Le strisce si piegano verso l'interno della stanza perché vengono colpite dall'aria fredda che entra Cosa devi fare?

4. Ora prova a ripetere l'esperimento fissando lo spago alla parte alta della finestra Cosa noti? Le strisce si piegano verso l'esterno, perché l'ingresso dell'aria fredda in basso fa si che esca l'aria calda che si trova nella parte alta della stanza.

NELL'ARIA IL CALORE SI TRASMETTE ATTRAVERSO MOVIMENTI ASCENDENTI E DISCENDENTI CHIAMATI

CORRENTI CONNETTIVE.

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L'aria che circonda la Terra pesa su di noi?

Cosa serve? ⇒ Plastilina o pongo ⇒ Una bottiglia di vetro piena d'acqua e chiusa con il tappo

Cosa devi fare? 1. Ammorbidisci la plastilina e modella una base uniforme 2. Appoggia la bottiglia sulla base tenendola diritta 3. Appoggia di nuovo la bottiglia sulla base tenendola però capovolta

Cosa noti? L'impronta lasciata sulla base dalla bottiglia diritta è meno profonda di quella lasciata dalla bottiglia capovolta.

NEL PRIMO CASO LA SUPERFICIE D'APPOGGIO SU CUI SI DISTRIBUISCE IL PESO DELLA BOTTIGLIA È PIÙ AMPIA;

NEL SECONDO CASO LO STESSO PESO SI CONCENTRA SU UNA SUPERFICIE PIÙ PICCOLA, ESERCITA UNA PRESSIONE MAGGIORE E LASCIA L'IMPRONTA PIÙ PROFONDA. LA PRESSIONE ESERCITATA DA UN CORPO,

INFATTI, DIPENDE ANCHE DA QUANTO È AMPIA LA SUPERFICIE D'APPOGGIO. L'ATMOSFERA PREME UNIFORMEMENTE SU CORPI E OGGETTI ED È BILANCIATA DALLA PRESSIONE DELL'ARIACONTENUTA IN ESSI.

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Quanta forza ha il vento?

Cosa serve? ⇒ Un cartoncino leggero ⇒ Una matita ⇒ Forbici ⇒ Una puntina da disegno ⇒ Un bastoncino

Cosa devi fare?

1. Taglia il cartoncino come nel disegno 2. Piega in avanti le parti tratteggiate 3. Fissa con la puntina il centro della girandola al bastoncino 4. Tieni la girandola in modo che venga colpita dal vento, anche leggero

Cosa noti? La girandola ruota velocemente

PERCHÉ L'ARIA COLPISCE IL CARTONCINO E VIENE RACCOLTA E INCANALATA, MA NON FERMATA DA OGNUNA

DELLE QUATTRO ALETTE. LA SPINTA A CUI IL VENTO SOTTOPONE LE ALETTE GENERA IL MOVIMENTO ROTATORIO DELLA GIRANDOLA.

IL VENTO HA UNA GRANDE FORZA, CHE SI PUÒ UTILIZZARE COME FONTE DI ENERGIA.

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Come funziona un'ala?

Cosa serve? ⇒ Una striscia di carta larga 10 cm e lunga 20 cm ⇒ Un foglio di carta ⇒ Due libri

Cosa devi fare? 1. Tieni la striscia di carta al di sotto delle labbra e soffia sulla sua superficie superiore

Cosa noti? La striscia si solleva, perché l'aria che scorre sulla superficie superiore della striscia esercita una pressione minore rispetto a quella sotto, che è ferma. Cosa devi fare?

2. Appoggia il foglio sui due libri, distanti una decina di centimetri, e soffia sotto il foglio. Cosa noti? Il foglio si abbassa tra i libri, perché l'aria in movimento sotto il foglio esercita una pressione inferiore rispetto a quella che preme sulla faccia superiore del foglio.

LA PRESSIONE DELL'ARIA AL DI SOTTO DELL'ALA DI UN AEREO È MAGGIORRE E SPINGE L'ALA VERSO L'ALTO.

QUESTA FORZA SI CHIAMA PORTANZA.

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Perché si vola?

Cosa serve? ⇒ Una cannuccia ⇒ Due palloncini ⇒ Filo

Cosa devi fare? 1. Gonfia i palloncini, chiudili con il filo e chiedi a qualcuno di tenerli sospesi davanti a te a 30 cm uno dall'altro

Cosa noti? I palloncini si avvicinano

PERCHÉ L'ARIA FERMA ALL'ESTERNO DEI DUE PALLONCINI ESERCITA UNA PRESSIONE MAGGIORE DI QUELLA

CHE SCORRE TRA ESSI, E LI SPINGE UNO VERSO L'ALTRO. GRAZIE ALLA DIVERSA PRESSIONE ESERCITATA DALL'ARIA SULLE ALI DELL'AEREO IL VELIVOLO PUÒ

DECOLLARE, VIRARE E RIMANERE IN QUOTA.

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Perché si vola?

Cosa serve? ⇒ Due fogli di carta formato A4

Cosa devi fare? 1. Segui attentamente le istruzioni che accompagnano i disegni e costruisci con uno dei due fogli un aereo di carta

2. Lancia in aria il foglio ce non hai utilizzato per l'aereo e osserva il suo percorso 3. Lancia l'aereo e osserva il suo percorso.

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Cosa noti? Il foglio aperto ondeggia nell'aria in modo irregolare e cade a terra poco dopo. L'aereo di carta, invece, compie un percorso più lungo e segue una traiettoria regolare

PERCHÉ LA FORMA DELL'AEREO È ADATTA ALLA PENETRAZIONE DELL'ARIA E SFRUTTA LA PORTANZA PER

RIMANERE IN VOLO. LE FORME AERODINAMICHE PENETRANO FACILMENTE NELL'AR IA, CHE PUÒ SCORRERE VELOCE SULLE LORO

SUPERFICI.