PROBLEMA SPERIMENTALE n. 2

3 ottobre 2009

Verificare se la carta del libro di testo è veramente più pesante della carta normale, come sembra.

CONOSCENZE UTILI

Peso specifico: dice quanto pesa un'unità di volume di un materiale. Il peso specifico è un rapporto tra il peso e il volume, perciò non dipende dalla quantità di materiale che si considera. A un peso maggiore corrisponde un volume maggiore, perc cui il rapporto tra queste due quantità rimane uguale.

Peso: è una forza, chiamata anche forza peso, dipende dall'attrazione gravitazionale subita dall'oggetto. La forza si dovrebbe misurare in Newton, calcolati moltiplicando la massa in kg per il valore dell'accelerazione gravitazionale (circa 10 m/s²). Senza gravità non c'è peso. Nello spazio distante da stelle e pianeti gli oggetti non hanno peso, ma hanno...

Massa: si ricava con bilance, calibrate sul luogo con campioni di massa, e si misura in kg. La massa di un corpo non cambia a seconda del luogo. La massa indica la resistenza di un oggetto ad essere posto in moto, cioè la sua inerzia. Grazie all'inerzia della massa, anche nello spazio lontano possiamo riconoscere se una damigiana è piena o vuota. Essa non peserebbe assolutamente nulla in entrambi i casi e potremmo reggerla anche con un mignolo, ma se provassimo a scuoterla avanti e indietro, troveremmo una resistenza nettamente maggiore se essa fosse piena.

IPOTESI DI LAVORO

1. Si taglia un foglio di carta del libro e si pesa. Si taglia un foglio normale con le stesse dimensioni e si confrontano i due pesi.

2. Si misurano peso e dimensioni del libro e di un pacco di fogli, si ricavano i pesi specifici e si confrontano.

3. Si pesano il libro senza copertine e un ugual numero di fogli del libro, quindi si comparano i due pesi.

Scegliamo l'ipotesi 2. L'ipotesi 1 non tiene conto che lo spessore dei due tipi di foglio potrebbe essere diverso. Quindi non potremmo fare il confronto dei pesi a parità di volume. Per lo stesso motivo scartiamo l'ipotesi 3, dato che uno stesso numero di fogli non avrebbe lo stesso spessore e nemmeno lo stesso volume. Nell'ipotesi 2 la divisione del peso per il volume in cm³ darebbe il peso di un solo cm³, cioè pesi diversi uno stesso volume dei due tipi di carta.

PIANO DI LAVORO

1. Si misurano spessore, larghezza e altezza di tre libri e del pacco di carta usando un righello millimetrato

2. si pesano il libro e il pacco di carta con una bi

3. Si calcolano i volumi dei due tipi di carta e da questi i pesi specifici.

DATI IN INGRESSO

(la bilancia ha una portata massima di 1200 g, per cui il peso esatto del libro non è stato determinato)

12 ottobre 2009: Pesato il libro con una bilancia per alimenti: m = 1330 g.

ELABORAZIONI E CONCLUSIONI

Dai dati si vede che il pacco di carta normale, pur essendo di un quarto più spesso e più lungo del libro di 1,3 parti su 28, ha un peso minore.  Quindi concludiamo che la carta del libro, mediamente è come minimo del 1,25 · 29,7/28,5 = 1,3 volte più pesante della carta normale (+ 30%).

Con il dato della massa del libro misurata il 12 Ottobre possiamo calcolare e confrontare entrambi i pesi specifici, o meglio, densità, visto che stiamo usando la massa e non il peso.

Volume libro di chimica = altezza · larghezza · spessore = 28,5 cm · 21,0 cm · 2,0 cm =1197 cm³ (arrotondato a 1200 cm³, cioè a tre cifre significative, essendo la prima un 1)

Massa libro di chimica = 1330 g

Densità media carta del libro = 1330 g : 1200 cm³ = 1,11 g/cm³ 

Volume ½ pacco carta normale = altezza · larghezza · spessore = 29,7 cm · 21,0 cm · 2,5 cm =1559 cm³ (arrotondato a 1560 cm³ a tre cifre significative, poiché la prima di esse è un 1)

Massa carta da fotocopie A4 = 1175 g

densità media carta normale: 1175 g : 1560 cm³ = 0,753 g/cm³

Quindi la differenza è notevole! la carta del libro pesa il 47% in più della carta A4 per fotocopie!

E non solo! mentre la carta normale, come è giusto che sia perché ricavata dal legno, galleggia sull'acqua, il nostro libro di chimica affonderebbe, proprio come un MATTONE!!

Ciò può essere dovuto alle "cariche" aggiunte nella carta del libro per renderla meno trasparente nonostante il ridotto spessore, oppure... al peso della chimica!!!