Esperimenti con tubi a U

Struttura del video e scelte di layout:

• descrizione dell’apparato sperimentale
• indicazioni su materiale utilizzato e come costruire il sistema
• svolgimento dell’esperimento passo per passo
• applicazione della legge generale al caso particolare

Contenuti teorici esposti:

• comportamento dei liquidi di densità differente
• pressione ed equilibrio dei fluidi

Aspetto sperimentale:

• L’obiettivo è calcolare la densità di un liquido, a meno di errori sperimentali, utilizzando due tubi identici verticali comunicanti attraverso l’estremità inferiore.
• Una condizione necessaria per la buona riuscita dell’esperimento è che i liquidi non si mescolino tra loro o che non siano troppo viscosi da attaccarsi alle pareti del contenitore. L’olio, di densità minore, raggiunge un’altezza maggiore rispetto all’acqua.
• Si riempie i tubi di acqua fino a metà circa, poi, in una cavità, si versa dell’olio. Per avere l’equilibrio, si deve avere che la pressione nei due tubi sia identica. In ciascun ramo, la pressione è la somma di quella atmosferica e quella data dal liquido contenuto.

p_atmosferica+d_H20*g*h_H20 = p_atmosferica+d_L*g*h_L                 da cui, eliminando p_atm

d_H20*g*h_H20=d_L*g*h_L                                            e semplificando g

d_H20*h_H20=d_L*h_L

d_L=d_H2O*h_H2O/h_L

• Approssimando la densità dell’acqua a 1 kg/dm³, il rapporto tra altezza della colonna d’acqua e della colonna di olio fornisce il valore approssimato della densità. Nell’esperimento, misurando i valori delle altezze, si può ricavare che la densità dell’olio è circa 12.5/13.6 kg/dm³= 0.912 kg/dm³. Il valore è una approssimazione soddisfacente considerato quello effettivo di circa 0.916 kg/dm³. L’errore è causato, probabilmente, dall’approssimazione dei risultati ottenuti.

Sitografia: YouMath:  YouMath – I tubi a U