Semplici progetti idraulici per la scienza

L'uomo è sempre stato affascinato dall'idraulica, lo studio dei movimenti dei fluidi. Si possono fare semplici esperimenti e progetti che dimostrano come si comporta un fluido. Non sono necessari liquidi speciali o attrezzature costose. Gli oggetti domestici comuni e l'acqua dimostrano bene le idee. Questi progetti sono anche eccellenti progetti scientifici e tutti i soggetti coinvolti acquisiranno una comprensione di come si muovono i fluidi. Se questi progetti sono realizzati da bambini, è sempre consigliata la supervisione di un adulto, per fornire una guida.

Rimanere in orizzontale

Uno dei primi principi dell'idraulica è che un fluido cerca sempre di rimanere in posizione orizzontale. Il piano della superficie è sempre parallelo all'orizzonte. Per dimostrarlo, riempi un bicchiere trasparente mezzo pieno d'acqua. Inclinare delicatamente il bicchiere avanti e indietro. Notare che la superficie dell'acqua rimane sempre livellata. Questa legge fondamentale dei fluidi è ciò su cui si basano le bussole piene di liquido nelle barche. Una bussola galleggia sopra un liquido. Non importa quanto la barca si muova e viri, la bussola rimarrà sempre ferma.

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Azione a sifone

Disponete due bicchieri, uno più alto dell'altro. Riempi d'acqua il bicchiere superiore. Riempi un tubo di plastica trasparente per acquario con acqua e inserisci entrambe le estremità nelle tazze. Nota come l'acqua scorre dal vetro superiore a quello inferiore. Questo è un sifone. Poiché la pressione dell'acqua è più alta nella parte inferiore del tubo, aspira l'acqua dal vetro superiore. I sifoni sono ampiamente utilizzati per attingere acqua da un punto più alto a uno più basso, come dalle montagne della Sierras a Virginia City in Nevada.

Barca d'acciaio

È risaputo che l'acciaio affonda nell'acqua. Tuttavia, molte barche e navi sono fatte di acciaio. Il motivo per cui galleggiano è perché la nave è sigillata e l'aria all'interno della nave sposta l'acqua, che è più pesante dell'aria. Per dimostrare questo principio, riempi un secchio a metà con acqua. Fai galleggiare una lattina vuota dentro l'acqua. Inizia a riempire la lattina d'acqua. Notare che il livello dell'acqua nella lattina sarà lo stesso del livello dell'acqua all'esterno della lattina. Questo perché l'aria sposta solo lo spazio sopra l'acqua.

Compressione dei fluidi

Questo esperimento dimostra che il fluido non è comprimibile. Avrai bisogno di una patata, una cannuccia rigida e uno spiedino. Tagliare una fetta di patata, spessa circa un quarto di pollice. Spingi un lato della cannuccia nella fetta di patata tagliata in modo che si formi un pistone all'interno della cannuccia. Spingere il pistone a metà nella cannuccia con lo spiedo. Riempi la cannuccia con acqua e spingi un altro pezzo di patata nella cannuccia, intrappolando l'acqua. Spingere sul nuovo pistone formato con lo spiedo. Notare che anche l'altro pistone si muove. Questo perché l'acqua intrappolata non può essere compressa. I sistemi di frenatura per autoveicoli si basano su questo principio. Quando si preme sul pedale, si muove un pistone. Il fluido all'interno delle linee dei freni spinge su un altro pistone, all'interno delle ruote, che muove le pastiglie dei freni.

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