Fonte di movimento continuo con bottiglie

Concetti di base

Fisica	Forze	Gravità	Peso
Ingegneria	Pressione dell'aria	Dinamica dei fluidi

Introduzione

Molte volte è difficile capire come, in questo caso una fontana, possa funzionare senza l'aiuto di un motore esterno; con questo esperimento verificheremo come, semplicemente con l'aiuto della forza di gravità e della pressione, possiamo far funzionare una fontana in movimento continuo.

Base scientifica

In questo esperimento, avremo 3 contenitori uniti da piccoli tubi. La prima cosa da fare è riempire il contenitore intermedio, affinché, una volta che iniziamo a versare liquido nel contenitore superiore, la fontana inizi a funzionare. Una volta che iniziamo a versare liquido nel contenitore superiore, questo inizierà a scendere attraverso il tubo verso il contenitore inferiore per effetto della gravità; quando il liquido entra nel contenitore inferiore, riduce lo spazio in cui era contenuta l'aria, aumentando così la pressione. Poiché i contenitori inferiore e intermedio sono comunicanti, quella pressione inizierà a spingere il liquido dal contenitore intermedio facendolo risalire attraverso il tubo fino all'uscita della fontana nel contenitore superiore.

Materiali

• Occhiali di sicurezza.
• Guanti di sicurezza.
• 3 Bottiglie di plastica.
• Due tubi per acquario.
• Colorante alimentare.
• Brocca con 700ml di acqua.
• Stecchino per mescolare l'acqua.
• Due cannucce.
• Forbici.
• Cutter.
• Pistola per colla a caldo.
• Punzone per fare buchi.

Realizzazione dell'esperimento - passi da seguire

1. Incolliamo i tappi di due bottiglie e facciamo un foro al centro.
2. Inseriamo una cannuccia nel foro dei tappi e la incolliamo (se la cannuccia è più lunga della bottiglia, la accorceremo un po').
3. Avvitiamo due bottiglie nei tappi che abbiamo incollato (in questo modo le bottiglie rimarranno unite).
4. Dalla bottiglia in eccesso taglieremo la parte del collo (circa 10 cm) e la incolleremo sulla parte inferiore della bottiglia che contiene la cannuccia.
5. Faremo un buco nella parte inferiore, vicino al tappo, del collo della bottiglia che abbiamo incollato nel passo precedente.
6. Faremo un buco nella parte inferiore della bottiglia che non ha la cannuccia.
7. Uniremo con l'aiuto della colla i due buchi che abbiamo realizzato nei passi precedenti.
8. Faremo un nuovo buco, nella bottiglia che contiene la cannuccia, vicino al tappo.
9. Inseriremo la cannuccia che ci rimane all'interno del tubo che rimane inutilizzato.
10. Inseriremo con l'aiuto della colla quest'ultimo tubo, dal lato opposto a dove abbiamo inserito la cannuccia, attraverso il buco che abbiamo fatto nel passo
11. incolleremo la cannuccia sul lato della bottiglia tagliata, piegando un po' la punta affinché il liquido cada all'interno della bottiglia tagliata.

Procedura

1. Aggiungiamo il colorante all'acqua.
2. Mettiamo la fontana in verticale con l'apertura della bottiglia tagliata verso l'alto.
3. Iniziamo a versare il liquido nella bottiglia tagliata, vedremo come inizia a fluire attraverso il tubo e riempire la bottiglia inferiore.
4. Quando sarà sufficientemente piena, capovolgeremo la fontana affinché l'acqua passi dalla bottiglia inferiore alla bottiglia intermedia che contiene la cannuccia.
5. Una volta che la bottiglia con la cannuccia è piena, rigiriamo di nuovo la fontana.
6. Iniziamo a versare di nuovo liquido sulla bottiglia tagliata nella parte superiore fino a quando il liquido inizia a uscire dalla cannuccia che termina in questa stessa bottiglia.

Osservazione e risultati

Possiamo vedere come la fontana funzioni in modo continuo grazie alla forza di gravità e alla pressione senza la necessità di apportare alcuna forza esterna.

È ora di raccogliere!

Assicurati di lasciare tutto pulito e ordinato una volta terminato l'esperimento. L'acqua (con o senza colorante) può essere scaricata nello scarico e le bottiglie possono essere depositate nel contenitore per i rifiuti. Rimetti a posto gli strumenti e gli altri utensili che hai utilizzato.

Supervisione di un adulto e la sicurezza è la priorità

• Segui attentamente le istruzioni dell'esperimento.
• È consigliabile che un adulto responsabile aiuti con ogni esperimento.
• Sebbene gli esperimenti scientifici a casa siano modi molto interessanti per apprendere la scienza in modo pratico, tieni presente che alcuni possono richiedere che i partecipanti adottino precauzioni di sicurezza aggiuntive e/o che non lascino tutto in disordine.
• È consigliabile che siano gli adulti a maneggiare o aiutare con materiali o oggetti affilati o potenzialmente pericolosi.
• Gli adulti devono esaminare ogni esperimento e determinare quale sia l'età appropriata per la partecipazione dello studente in ogni attività prima di eseguire qualsiasi esperimento.