Prof. Franco Gismondi, esperimenti di fisica: “Il diavoletto di Cartesio”

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Riceviamo la nota del prof. Franco Gismondi, docente di Matematica e Fisica del Liceo Ginnasio Luigi Sodo di Cerreto Sannita

In tempo di didattica a distanza non possiamo fare nuovi esperimenti di fisica nel laboratorio del liceo Luigi Sodo di Cerreto Sannita. Riproponiamo allora un simpatica esperienza di ottobre 2019, quando i ragazzi che la illustrano frequentavano la classe terza.

IL DIAVOLETTO DI CARTESIO

I ragazzi hanno sperimentato il principio di Archimede ed hanno capito perché ci sono oggetti che galleggiano ed altri che affondano, ed anche perché i palloncini volano in alto se sono gonfiati con elio mentre non salgono se sono gonfiati con aria.

Tutto dipende dal loro peso e dal loro volume. Precisamente bisogna considerare il loro volume e paragonarlo ad un uguale volume di acqua: se l’oggetto pesa di più del volume di acqua affonda, se pesa di meno galleggia. Se poi pesa esattamente come l’acqua allora non affonda né galleggia ma rimane dove si trova. Su questo principio funzionano i sommergibili. Sono dotati di casse di zavorra che possono essere riempite di acqua. Quando le casse sono vuote il peso complessivo del sommergibile è minore di quello dell’equivalente volume di acqua e quindi galleggia. Riempiendo opportunamente le casse con acqua di mare aumenta il suo peso fino ad affondare.

Analogamente funzionano i pesci, che possono salire e scendere di profondità. Questa volta però non cambiano il loro peso ma cambiano il loro volume tramite la “vescica natatoria”, che gonfiano per risalire verso la superficie o sgonfiano per scendere a fondo. Forti di queste considerazioni, abbiamo preparato una provetta di vetro riempita a metà di acqua e chiusa con un tappo forato: il nostro “diavoletto di Cartesio”. Abbiamo immerso il nostro diavoletto, con il tappo verso il basso, in una dama di plastica piena di acqua. Per mantenerlo in verticale avevamo fissato un anello di ferro alla sua estremità. Le strisce di nastro adesivo nero servono a renderlo visibile nel video. Il peso del diavoletto è tale da farlo galleggiare. Tappata bene la dama, può iniziare la danza del diavoletto di Cartesio: premendo col le mani sulla dama il diavoletto affonda, allentando la pressione ritorna a galleggiare.

La spiegazione del fenomeno è abbastanza semplice: quando aumenta la pressione, un poco di acqua viene spinta nel diavoletto attraverso il foro del tappo e lo appesantisce fino a farlo affondare. Allentando la pressione l’acqua fuoriesce alleggerendolo e facendolo tornare a galleggiare.

Il video dell’esperimento

Con il prof. Franco Gismondi hanno realizzato l’esperimento i ragazzi di III liceo dell’anno 2019/2020: Maddalena Contestabile, Raffaele D’Aronzo, Alessandro Di Nallo, Benedetta Izzo Pascale, Pasquale Merola, Katia Parente, Emanuela Petrillo, Maria Romano, Luciana Torrillo, Chiara Velardi

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