Presentazione del lavoro

Imparare mnemonicamente la formula del peso specifico dei corpi non aiuta lo studente ad apprenderne il concetto in maniera intuitiva, invece presentando l’argomento con l’ausilio di esperimenti pratici risulta più semplice e immediato. Una delle tre rivoluzioni scientifiche di Galileo Galilei fu proprio quella di anteporre l’esperienza a qualsiasi teoria, di chiunque fosse, anche della persona più autorevole. Le scienze moderne si basano proprio su questa rivoluzione. Quindi è importante far capire ai ragazzi, si spera futuri scienziati, la necessità di un esperimento ai fini dell’apprendimento e soprattutto per verificare “con mano” le teorie studiate sui libri.

Argomenti trattati

Il peso specifico dei seguenti oggetti:

un cubo di plastica

una moneta d’oro e d’argento

olio di mais.

Acqua e olio

Leggenda di Gerone di Siracusa ed esperienza di Archimede

Il peso specifico di un cubo di plastica

Teoricamente il peso specifico di un corpo è uguale al rapporto tra il suo peso e il suo volume, secondo la formula: P specifico = P / V. In pratica per trovare il valore numerico del peso specifico del cubo grande trasparente (foto in alto) basta pesare il cubetto rosso (foto in mezzo) che rappresenta il suo volume unitario. Il volume del cubo grande V è dato dal numero di cubetti rossi che lo riempiono e il suo peso P è dato dalla somma dei pesi degli stessi cubetti. Quindi si comprende meglio il significato della formula sopra indicata.

Il peso specifico di una monetaPer calcolare il peso specifico di una moneta, basta conoscerne il peso e il volume. Il primo è facilmente calcolabile con una bilancia di precisione, il volume invece si misura con un esperimento in quanto la forma della moneta non è geometricamente definibile.Si versa dell’acqua in un contenitore graduato fino ad un certo livello, poi vi si immerge la moneta che farà salire il livello dell’acqua . Il dislivello in millilitri corrisponde alla misura del volume in centimetri cubi.

Il peso della moneta d’oro è 9,5g, il volume è pari a O,5cm3, quindi il peso specifico è 19g/cm3.

Per quella di argento si ha: P = 32g e V = 3cm3, perciò il peso specifico è 10,6g/cm3.

Peso specifico dell’olio di mais

Per calcolare il peso specifico dell’olio di mais è stata pesata prima la bottiglia vuota dell’olio con una bilancia da cucina (40g). Poi è stato valutato il peso della bottiglia piena di 1l d’olio (940g). Quindi il peso dell’olio è 900g. Essendo 1l d’olio circa uguale ad 1dm3 (1000cm3) segue che:

339,0

1000

900

cm

g

cm

g

V

Pps

Acqua e olio

Due liquidi di diverso peso specifico (in questo caso acqua ed olio) non si possono mescolare.

Nella foto accanto si nota che l’olio, avendo un peso specifico (0,9) minore di quello dell’acqua (1), galleggia sull’acqua.

La leggenda di Gerone

ArchimedeSi narra che Gerone, tiranno di Siracusa, avesse ordinato ad un orefice una corona da ricavareda un lingotto d’oro. Gerone, quando ricevette la corona, che aveva lo stesso peso del lingotto d’oro, fu colto dal dubbio che una parte dell’oro fosse stata sostituita dall’orefice con un metallo meno pregiato, per esempio l’argento. Quindi chiese ad Archimede di escogitare un mezzo per conoscere la reale composizione della corona stessa, dato che quando vengono fusi insieme l’oro e l’argento non si distinguono. Secondo la tradizione, Archimede intravide la soluzione del problema mentre faceva il bagno. L’esperienza di Archimede è riportata alla pagina successiva.

Esperienza di Archimede

Archimede fece preparare un lingotto d’oro ed uno d’argento dello stesso peso della corona e li immerse successivamente in un recipiente colmo d’acqua, avendo cura di raccogliere e pesare l’acqua spostata in ognuna delle due prove.

Osservò che il lingotto d’oro spostava meno acqua di quello d’argento. A questo punto immerse la corona ed osservò che il liquido non corrispondeva a quello spostato dal lingotto d’oro ma era in quantità intermedia fra quello delle due prove precedenti. Ne dedusse che la corona doveva contenere una buona percentuale d’argento e che quindi l’orefice non si era comportato onestamente. Questa esperienza si collega al fatto che argento e oro hanno peso specifico differente.