LE FORZE E LA SPINTA IDROSTATICA

SCOPO: Individuare le diverse forze che agiscono su un corpo di 60g in relazione alla posizione dello stesso rispetto ad un becher ripieno di acqua(185g) su una bilancia;

STRUMENTI:

-DINAMOMETRO;
-BECHER CON ACQUA;
-BILANCIA;
-PESETTO.

SITUAZIONE 1

Il pesetto si trova adagiato sul fondo del becher.

In questo caso agiscono 3 forze. La reazione vincolare che impedisce al pesetto e all'acqua di attraversare becher e bilancia; ad essa risponde una forza di reazione che agisce sulla bilancia e determina il peso , cioè 60g. Il peso totale è quindi pari al peso iniziale + la forza di reazione= (185+60)g, la variazione di peso è quindi massima(245g). Ovviamente rileviamo anche la forza di gravità, che è comunque sempre presente ed è uguale a 10m/s^2.

SITUAZIONE 2

In tale contesto osserviamo una tensione e una reazione vincolare esercitata dall'acqua che chiamiamo spinta idrostatica (in tutto pari a 10) e che, insieme alla tensione annulla quasi del tutto (perchè vi è comunque una variazione di peso) la forza di reazione del peso, mantenendo sospeso in stato di quiete il pesetto. Osserviamo inoltre la forza di reazione dell'acqua sulla bilancia e la reazione vincolare della bilancia sull'acqua e il becher. Infine troviamo la solita forza di gravità. La variazione di peso è intermedia (195g)

SITUAZIONE 3

Anche in questa dinamica osserviamo la forza di gravità, la forza di reazione. In realtà a tali forze si aggiunge la tensione data dalla forza muscolare che trattiene il peso in aria e l'attrito dell'aria, seppur minimo. La variazione di peso è nulla (185g)

CONCLUSIONE:

Possiamo concludere che a seconda delle posizioni del corpo (pesetto di 60g) la variazione del peso iniziale di acqua e becher (185g) è maggiore se il peso è appoggiato, perchè vi è un'unica forza di reazione e non ci sono neanche tensione e spinta idrostatica; mentre è minore se il peso è a mezz'acqua perchè la tensione e la spinta idrostatica (10) alleviano la forza di reazione del pesetto e quindi diminuisce anche il peso.