Diavoletto di Cartesio

Con questo semplice esperimento, osserviamo due leggi che riguardano la meccanica dei fluidi: la legge di Pascal e il principio di Archimede!!

Occorrente:

  • bottiglia
  • acqua
  • tappo della penna
  • nastro autoadesivo
  • graffetta

Procedimento:

Sigillare l’estremità superiore del tappo della penna mediante il nastro autoadesivo in modo da non lasciare fori.
Unire la graffetta alla parte inferiore del tappo, utilizzando il nastro autoadesivo, in modo tale da mantenere il tappo verticale, una volta immerso nell’acqua.
Otteniamo così il nostro DIAVOLETTO!!
Inserire il diavoletto all’interno della bottiglia riempita con l’acqua e chiuderla.
Applicare una pressione sulla bottiglia, stringendo con le mani le pareti della stessa.

 

 

N.B.
Se quando viene chiusa la bottiglia il tappo non galleggia sulla superficie, controllare di aver sigillato bene la parte superiore.

Osservazioni:

inizialmente il diavoletto galleggia sulla superficie, ma esercitando la forza sulla bottiglia, il diavoletto scende sul fondo.
Se non si applica più la pressione sulle pareti della bottiglia, il diavoletto tornerà a galleggiare.

PERCHÉ??

Spiegazione:

Inizialmente il diavoletto è in equilibrio tra la forza di Archimede, che lo spinge verso l’alto, e la sua forza peso, che tende a farlo scendere.
Quando viene applicata la pressione sulle pareti della bottiglia, l’acqua, essendo un liquido, è incomprimibile quindi andrà ad occupare lo spazio, prima occupato dell’aria, all’interno del diavoletto, che aumenterà la sua densità e conseguentemente scenderà verso il basso, vincendo la spinta di Archimede.
Ma perché l’acqua risente della forza esercitata sulle pareti?
Ciò è dovuto alla legge di Pascal secondo cui la pressione applicata a un fluido all’interno di un contenitore viene trasmessa senza subire variazioni a tutte le superfici a contatto con il fluido.

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