Un laboratorio leggero leggero

FaenzaFaenzagennaio/febbraio 2003

CLASSI I A, I B e I C

Insegnanti: Rettaroli, De Carlo, Iacuzzi

Istituto Comprensivo di Ozzano dell’Emilia ( Bologna)

Scuola media “E.Panzacchi”

in collaborazione con CIDI - Faenza

CheChe cosacosa sapevamosapevamo giàgià

•Che l’ aria c’è

•che pesa quasi un chilo su ogni cm² della crosta terrestre

•che ha una pressione

•che è elastica e si comprime

•che la pressione dell’aria agisce dall’alto verso il basso, ma anche in tutte le altre direzioni: infatti è capace di “tenere su” l’acqua che sta -dentro un bicchiere capovolto-in una siringa non tappata-in una lattina capovolta con un foro solo.

•che l’aria riscaldata si dilata e sale ed è in grado di muovere una girandola

Conseguenze della pressione dell’aria

• “Ma accidenti mi hanno dato siringhe con il foro tappato di diverso diametro e mi hanno detto di riferire cosa “sentivo” sollevando lo stantuffo”

Conseguenze della pressione dell’aria

• Con le siringhe di diametro maggiore lo sforzo è maggiore!

Conseguenze della pressione dell’aria

• Per colpa di che cosa?

Conseguenze della pressione dell’aria

• Ecco il “fenomeno” che deve dimostrare a tutti che lui è capace di vincere la pressione dell’aria che, moltiplicata per la superficie, richiede l’impiego di una grande forza

Pressione=Forza/Superficie

Forza= Pressione * Superficie

• Ma avrà capito?

Conseguenze della pressione dell’aria• “Appoggi una riga di

legno su un tavolo in modo che sporga per metà.Sulla metà appoggiata metti dei fogli di giornale ben stesi.E tu mi vieni a raccontare che con un colpo solo riesci a spezzare la riga senza tenerne ferma la parte sul tavolo?”

Conseguenze della pressione dell’aria

• Io mi aspetto che:1- il legno non si rompa2- il legno si sollevi dalla parte del tavolo insieme ai giornali.

• Invece il legno si è rotto e i giornali non si sono spostati: li ha tenuti fermi la pressione dell’aria!

Conseguenze della pressione dell’aria

• Basta Giovanna! Abbiamo capito che la pressione dell’aria è importantissima ed è difficile da vincere: hai voglia a tirare…ti serve una forza di troppi kg!

La pressione si può misurare

• Il dispositivo è formato da una siringa di sezione nota (2 cm²) il cui stantuffo è collegato, tramite una carrucola, ad un piattello che sostiene alcuni pesi in piombo ed un cilindro graduato….

La pressione si può misurare

• Versando l’acqua nel cilindro, la forza peso del piattello eguaglierà e supererà la forza esercitata dall’aria sullo stantuffo. Il piattello, scendendo, chiude un circuito elettrico e la lampadina si accende.

• Calcolando il peso sul piattello (acqua+piombo) e conoscendo la sezione della siringa si determina la pressione dell’aria: P = Fpeso /S = 1025g/cm²

La pressione si può “vedere”!

• Prendi un tubo ad U e al suo interno metti un liquido colorato.

• I liquidi non si possono comprimere.

• Quindi se il liquido riceve una spinta da una parte del tubo…..

La pressione si può “vedere”!

• …..si alza dall’altra.

• In questo modo non si misura la pressione, ma si vede che la pressione da una parte è aumentata (destra) e dall’altra è diminuita (sin)

Succede il contrario di quello che ti aspetti

• Non bastava occuparci del “peso” dell’aria: ora ci si mette anche la “velocità” dell’aria….

• Cosa ti aspetti se l’aria colpisce il foglio da dietro?Che questo si abbassi………

• invece si alza!!

Succede il contrario di quello che ti aspetti

• Se fai passare un flusso d’aria veloce tra le due palline ti aspetti che aumenti la distanza fra loro.

• Invece si avvicinano perché dove c’è maggiore velocità dell’aria, la pressione è minore.

Succede il contrario di quello che ti aspetti

• Che cosa ti aspetti se l’aria viene fatta passare sotto il ponticello di carta?

-- che questo si inarchi verso l’alto.

invece si abbassa!!

Succede il contrario di quello che ti aspetti

• Perché la pallina non “scappa”?

• Perché la pressione dell’aria sparata dal phon è inferiore a quella nella zona circostante.

CheChe cosacosa abbiamo imparatoabbiamo imparato

I fluidi (liquidi e gas) hanno una pressione minore quando si muovono.

Più velocemente si spostano, minore è la pressione che esercitano.

Questo spiega tutti i risultati ottenuti negli esperimenti, fatti fino ad ora.

Parliamo di ali

• Abbiamo una sagoma di ala: è ricurva sopra e piatta sotto come le ali degli aeroplani.

• “Luca spostati e soffia forte…. “

Parliamo di ali

• “E’ più facile far soffiare ad un phon….!”

• Quando soffi, il flusso d’aria incontrando l’ala si divide in due:una parte passa sopra, l’altra sotto, proprio come fa l’aria in un aereo in movimento.

• Visto che la superficie maggiore è quella curva, l’aria che passa sopra deve fare un percorso più lungo e scorrere più velocemente dell’aria che passa sotto.

Parliamo di ali

• Ma se l’aria va più veloce passando sopra l’ala, questo vuol dire che ci sarà meno pressione sopra e più pressione sotto. L’aria che scorre sotto grazie alla sua maggiore pressione, spinge con forza l’ala verso l’alto. Questa spinta viene chiamata portanza

Parliamo di ali

E se capovolgiamo l’ala? L’aereo precipita! Perché c’è maggiore pressione sopra l’ala piuttosto che sotto

Parliamo di ali

• Il nostro apparecchio per vedere la pressione, collegato all’ala, dimostra la correttezza della nostra spiegazione.

AD OGNI AZIONE CORRISPONDE UNA REAZIONE

• La corrente aziona un motorino mini 4 wd che mette in azione l’elica sistemata su un carrello su ruote, libero di muoversi.

AD OGNI AZIONE CORRISPONDE UNA REAZIONE

• L’aria spostata dalle pale dell’elica spinge il carrello in avanti.

AD OGNI AZIONE CORRISPONDE UNA REAZIONE

• Questo fenomeno è detto azione-reazione: l’elica spinge contro l’aria in una direzione con un certo verso, l’aria provoca sull’elica e quindi sul carrello un movimento nel verso opposto.

Anche noi ingegneri

• Modello da distanza

(Gil de la RosaNorthwood SchoolLake Placid, New York.)

Anche noi ingegneri

• Ognuno di noi è in possesso di uno schema per la costruzione del modello visto precedentemente, composto da due fogli combinati con opportune piegature. Il suo volo è dolce lungo la direzione orizzontale.

Anche noi ingegneri

• Prepariamo aeromodelli di carta.

• Il modello ad elica può rimanere sospeso nel vento per lungo tempo e percorrere grandi distanze.

(Richard K. Neu

Wilmington, Ohio)

Anche noi ingegneri

• Costruiamo un semplice ed efficace modello da distanza e da durata …..

(Philip Swift)

Anche noi ingegneri

• Consta di una cannuccia per bibite e due anelli di carta; uno di 12.5x 4cm, l’altro di 16.5x 2.5cm

Anche noi ingegneri

• Pronti per il decollo!

Anche noi ingegneri

• Aquilone • Mongolfiera

Anche noi ingegneri

• Via!

• Il sorriso è proporzionale al livello di gradimento dell’attività!

Oggigiorno è indispensabile lo sponsor

• Ringraziamo e ci auguriamo ulteriori collaborazioni.