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SCOPO

Lo scopo dell'esperienza è misurare la densità dell'acqua e del peso usato attraverso la misura della spinta di Archimede.

STRUMENTI

• Calibro (riportato a lato)
• Asta di supporto
• Dinamometro con gancio
• Cilindro composto da pesi cilindrici rimovibili
• Becher graduato
• Acqua

INQUADRAMENTO TEORICO

IL PRINCIPIO DI ARCHIMEDE

Il principio di Archimede afferma che un corpo quando si trova immerso in un fluido ed è in equilibrio, riceve una spinta diretta dal basso verso l'alto pari in modulo al peso di liquido spostato. Questa spinta, detta spinta idrostatica, è una forza verticale che va dal basso verso l'alto, indicata con SA o con FA, opposta alla forza peso, indicata con FP, e le cui formule sono:
FArch=mfluido∙g
FArch=pfluido∙Vfluido∙g (dove p=mV)
È possibile ottenere la densità dell'acqua secondo la formula inversa: pH2O=FArch∙Vfluido∙g
A seconda dell’intensità delle due forze è possibile osservare 3 possibili casi:

• FA>FG: il corpo galleggia.
• FA=FG:il corpo è in equilibrio.
• FA<FG: il corpo affonda.

PROCEDIMENTO

Si inizia misurando il diametro dei cilindri che compongono il peso, le progressive altezze del cilindro vengono misurate al crescere dei dischetti fino a misurarne l’altezza totale. Successivamente il cilindro viene agganciato al dinamometro e viene registrato il valore riportato sullo strumento, valore di riferimento per la forza peso esercitata sul cilindro. In seguito, il peso viene inserito nel becher vuoto e viene aggiunta l’acqua fino alla sommità del primo cilindro. Questo processo viene ripetuto aggiungendo ogni volta un cilindro in più e dell’acqua fino alla sua sommità.

ELABORAZIONE DEI DATI

Con i dati ottenuti procediamo a calcolare: il volume del peso e la sua incertezza dovuta alla propagazione dell’errore attraverso le formule: V=r2*h ; ∆V=∆h*∆r.

• La spinta di Archimede e il suo errore: FArch.=P-(P-FArch.) ; ∆FArch.=∆P+∆FArch..
• la densità dell’acqua attraverso la divisione del coefficiente angolare della retta per g e il suo errore dividendo l’errore del coefficiente per g.
• La densità del peso attraverso la formula, stimando il suo errore come quello dello della densità dell’acqua: peso=FArch.v*g+H2O

OSSERVAZIONE DEL GRAFICO E CONCLUSIONI FINALI Osservando il grafico e i dati possiamo confermare la riuscita dell’esperimento, dato che la proporzionalità tra le due grandezze è verificata, che l’intercetta è prossima allo 0 (-0,02±0,01) e che il valore nominale della densità dell’acqua (1000 kg/m³) cade all’interno dell’intervallo ottenuto di 994±76 kg/m³ (ovvero tra 1070 e 918).

Il contenuto di questa pagina è stato sviluppato dagli studenti e le studentesse che partecipano a LAB2GO, e viene pubblicato sotto la responsabilità delle persone (docenti, tutor) che hanno accompagnato le studentesse e gli studenti nel percorso.

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