Prendete un secchio con circa tre quarti d’acqua e lo mettete su una bilancia di precisione. Registrate la lettura del display. Avete due serpenti di legno con cui giocavate da piccoli. Il primo è un serpentello non troppo lungo e dal corpo esile, il secondo ha dimensioni maggiori, sia per lunghezza che diametro. Prendete il primo serpente per la coda, lo tenete sollevato in alto e, senza toccare né secchio né bilancia, lentamente ne immergete la testa in acqua per cinque cm. Cosa succede al display della bilancia? Cosa succede se lo immergete per 10 cm? Cosa succede ripetendo le due operazioni con il serpente di dimensioni maggiori?
Al primo giro chiedo a Mauro (e solo a lui) di non intervenire.
lituopadania 
blogdibarbara
Mar 18, 2024 @ 20:22:26
A naso mi verrebbe da dire che il peso diminuisce perché una parte dell’acqua viene assorbita dal legno. Non sono sicura se il legno immerso vada a pesare (penso di sì, anche se lo tengo), ma pesa comunque meno dell’acqua e quindi quanto più legno immergo tanto più diminuisce il peso totale.
shevathas
Mar 18, 2024 @ 23:14:18
succede che… si bagnano.
[Applausi, grazie]
Nautilus
Mar 18, 2024 @ 23:17:06
@ blogdibarbara
Ti dò un’altra possibilità. Immagina che i serpenti siano di plastica, di gomma, di metallo, quello che vuoi.
Nautilus
Mar 18, 2024 @ 23:18:06
@ shevathas
Battuta carina, ma da te mi aspetto la risposta corretta. Al limite fai una prova con un bicchiere d’acqua e un dito.
blogdibarbara
Mar 19, 2024 @ 04:34:05
Eh no, così non vale mica! Se hai detto di legno vuol dire che è importante il fatto che siano di legno, non puoi cambiarmi le carte in tavola a gioco iniziato.
Nautilus
Mar 19, 2024 @ 05:11:25
@ blogdibarbara
Non è importante. È legato al fatto che nella casa in campagna in Lituania abbiamo un serpente di legno. Io ce l’avevo in gomma. Tieni i serpenti in legno. Ora dài la risposta corretta, perché la prima è fuori strada.
Mauro Venier
Mar 19, 2024 @ 16:40:41
Tenete conto che il serpente… è tenuto per la coda 😉
franconich
Mar 19, 2024 @ 16:59:02
Aumenta il livello dell’acqua nel bicchiere, quindi la pressione sul fondo del bicchiere e la bilancia segna di piu`.
Nautilus
Mar 19, 2024 @ 18:23:15
@ franconich
Bicchiere? Comunque questa prima parte di risposta è più o meno corretta. Cosa succede all’aumentare della profondità di immersione del primo serpente?
ed
Mar 19, 2024 @ 19:21:25
Provo a dire la mia.
Per il principio di Archimede sappiamo che la parte immersa (la parte del serpente) riceve una spinta verso alto pari alla forza peso del volume di acqua spostato. Quindi acqua spinge in su’ il serpente.
Per principio di azione e reazione, se acqua spinge il su’ il serpente, il serpente spinge in giu’ acqua.
Quindi io direi che il peso misurato da bilancia aumenta all’aumentare del volume della parte di serpente immersa in acqua (quindi qui c’e’ effetto di profondita’ immersione e del diametro, a parita’ di immersione).
Mauro Venier
Mar 19, 2024 @ 20:13:10
Allora, bella gente, se il serpente viene mollato la risposta è semplice: con o senza Archimede c’è più roba, quindi più peso sopra la bilancia.
Ma se lo tengo per la coda, la situazione sembra cambiare. C’è un vincolo esterno.
E allora? 😉
Nautilus
Mar 19, 2024 @ 22:12:35
@ ed
La lettura sulla bilancia aumenta se, a parità di serpente, aumenta la profondità e se, a parità di profondità, aumenta la dimensione del serpente (e quindi se aumentano tutte e due, profondità e dimensione del serpente). Però c’entra più Newton che Archimede. Se invece dell’acqua pensate a una miscela di acqua e ghiaccio (in pratica una granita) dovrebbe esservi tutto più chiaro.
Nautilus
Mar 22, 2024 @ 19:33:55
@ ed
Non è che la tua risposta è sbagliata, è giusta, nel senso che è giusto che la bilancia segna un peso maggiore. Quella che non è corretta è la spiegazione fornita, perché hai fatto un’inversione di ruoli tra le due forze in gioco, una delle quali non è stata nemmeno nominata. Dici che c’è il principio di Archimede e poi, per il terzo principio della dinamica, che c’è una forza uguale e contraria (come si chiama?) che spinge in giù. Invece domandati: da dove nasce la spinta verso l’alto? Cosa la provoca?
Vi dò ancora qualche ora poi lascio la parola al buon Mauro, visto che questo è un quiz di fisica classica.
Ed
Mar 24, 2024 @ 03:29:49
Grazie del commento Nautilus.
Se consideriamo il “corpo libero” costituito da acqua + serpente la forza di Archimede non entra effettivamnete in gioco (perche’ e’ interna al corpo). Non mi riesce di comprendere il suggerimento sulla granita, ma, anche rivedendo altro commento tuo e quello di Mauro, mi viene da rispiegare nel modo seguente.
Se il Serpente e’ nell’Acqua (affondato o flottante) evidentemente la bilancia misura il Peso dei due, diciamo PesoSerpente +PesoAcqua, usiamo notazione PS+PA. Ora, se con la mano inizio a tirare in alto il serpente, applicando una forza minore di PS come ad esempio con forza PS/4, non riusciro’ a sollevare il serpente del tutto, ma la bilancia misurera’ in quel momento PA + (3/4)PS. Il peso del “corpo libero” acqua + serpente e’ equilibrato da forza della mano e da forza della bilancia. E cosi’ sempre e finche’ mano tira su il serpente con piu’ forza, fino ad eguagliare peso serpente. Per equilibri e bilanci forze, il fatto di sollevare o adagiare lentamente in serpente non cambia la natura di problemi e risultati.
Alla tua domanda “da dove nasce la spinta verso l’alto?” lo ammetto che mi verrebbe ancora da pensare alla spinta della forza di Archimede 🙂
Vediamo ora il responso.
Nautilus
Mar 24, 2024 @ 11:38:39
@ Ed
Allora, la questione è piuttosto semplice in realtà. Immagina che l’acqua nel secchio sia completamente ghiacciata. Se fai scendere il serpente, quando questo tocca la superficie ghiacciata comincia a premerla, la pressione si trasferisce alla bilancia, il che fa innalzare la lettura sul display. Fin qui nulla di strano, giusto? Ora immagina un secchio pieno di cubetti di ghiaccio circondati d’acqua. Se fai scendere il serpente anche in questo caso “senti” la pressione che agisce sulla miscela ghiaccio-acqua, che a sua volta preme sulla bilancia facendo nuovamente innalzare la lettura. Bene, quando c’è solo acqua nel secchio succede esattamente la stessa cosa, ma chissà perché, si perde la concezione del premere del serpente sull’acqua. La forza esercitata dal serpente verso il basso non è che mg, la forza peso. Poi, per la legge di Stevino, sappiamo che la pressione aumenta all’aumentare della profondità (rispetto al pelo libero del fluido, in questo caso il pelo libero dell’acqua). E il principio di Archimede? La forza che emerge grazie al principio di Archimede va dal basso verso l’alto e attenua la forza peso. Ma questa forza non la sente la bilancia, la sente il serpente. Quello che poi conta è l’effetto netto delle due forze, a parità di profondità (e di volume del liquido spostato). Quello che mi sorprende è che sembra non capirsi l’origine della forza legata al principio di Archimede. Questa sembra immanente, sembra sempre essere stata lì, sembra la causa, l’azione, invece è l’effetto, la reazione. Ed è semplice da spiegare. Quando immergi il serpente nell’acqua, l’acqua – che è incomprimibile – deve pur andare da qualche parte e, in un secchio, può andare solo verso l’alto; è questa la spinta.
franconich
Mar 25, 2024 @ 19:52:41
Mi pare una spiegazione complicata (da matematico 🙂 )
L’acqua, in quanto fluido statico, non puo` trasmettere forze. Conta solo la pressione, che e` sempre perpendicolare alla superficie che si considera. Se si fa aumentare il livello dell’acqua, aumentano le pressioni (forze) su tutte le pareti del secchio e le componenti verticali di queste forze formano la forza peso misurata dalla bilancia.
Il principio di Archimede lo si ricava e dimostra in base alle forze dovute alla pressione.