Per il terzo anno consecutivo gli alunni delle classi terze e quarte del liceo “Coluccio Salutati”, nei due indirizzi scientifico e sportivo, sono stati impegnati nel progetto della Ludoteca Scientifica che ormai dall'anno scorso rientra nell'ambito dell'Alternanza Scuola-Lavoro.
In particolare le classi quarte quest'anno hanno effettuato un esperimento volto a verificare la legge di Stevino, riguardante la parte di fisica idraulica e idrostatica, supervisionati dai ricercatori del CNR di Pisa, Luca Occhipinti e Giorgio Cavallo.
Lo stage è stato diviso, come l'anno scorso, in due incontri pomeridiani, di due ore e mezzo ciascuno, durante i quali sono stati illustrati ai ragazzi i cenni storici dell'idraulica e dell'idrostatica, con la relativa spiegazione dell'esperimento sulla Legge di Stevino e la messa in pratica di quest'ultimo.
Nell'antichità già i Sumeri furono i primi a cercare di governare le acque attraverso dighe e canali d'irrigazione, che fungevano anche da vie di comunicazione, seguiti poi dai Babilonesi, che dimostrarono una grande padronanza sull'uso dell'idraulica con l'impianto d'irrigazione dei giardini pensili di Babilonia, fatti costruire dal re Nabucodonosor II intorno al 590 a.C.
Infine i Romani svilupparono i tubi a pressione per far arrivare, attraverso gli acquedotti, l'acqua fino al terzo piano delle ''insulae'', che costituivano una sorta di condominio.
La loro abilità fu evidente anche per quanto riguarda le ''naumachie'', delle vere e proprie battaglie navali che si svolgevano all'interno del Colosseo che per l'occasione veniva completamente inondato da milioni di litri d'acqua, un'opera di ingegneria idraulica davvero estrema per il tempo!
Nonostante queste opere però, l'uomo impiegò circa 1500 anni per formulare le leggi dell'idraulica con Simon Stevin e Blaise Pascal.
Nel secondo incontro gli studenti hanno cercato di verificare la legge di Stevino, dimostrando che la gittata (la distanza dalla fine della cannuccia da cui usciva l'acqua fino a dove cadeva il getto finale) doveva essere uguale alla distanza dalla fine della bottiglia fino alle varie tacche segnate da dove partiva il livello dell'acqua e alla distanza sempre dalla fine della bottiglia all'altezza in cui era posizionata la cannuccia per far uscire l'acqua.
Per dimostrare ciò doveva essere effettuato un calcolo attraverso le formule di Stevino che risultasse uguale a quello che veniva misurato nell'esperimento attraverso la media con l'errore.
Il materiale previsto per l'esperimento era il seguente:
-3/5 bottiglie di plastica di tipo diverso (preferibilmente 2 litri)
-Sottovasi/vaschette/bacinelle (lunghezza almeno 40 cm, altezza 5-8 cm)
-Taglierino/forbici
-Riga/metro/squadra
-Pennarello
-Fotocamera
-Brocca/dosatore (opzionale)
-Carta assorbente da cucina
-Calcolatrice scientifica
L'esperienza consisteva nel ritagliare tre bottiglie di forma diversa alla medesima altezza, lasciando solamente la parte cilindrica della bottiglia ed eliminando il collo.
A questo punto è stato praticato un foro alla bottiglia a 5 cm dalla base.
Nel foro è stato inserito un segmento di cannuccia ritagliato, di lunghezza 1,5 cm, fissato con della plastilina.
Successivamente con un pennarello sono state misurate varie tacche da cui far partire il livello dell'acqua alla distanza di 4 cm l'una dall'altra e, mentre un compagno versava l'acqua ogni volta che essa arrivava ai livelli precedentemente stabiliti, lo diceva all'altro cosicché quest'ultimo potesse misurare la gittata dell'acqua, ovvero la distanza dalla fine della cannuccia al punto in cui il getto cadeva nella bacinella.
La misurazione doveva essere ripetuta cinque volte per ogni tacca con la stessa bottiglia e poi si dovevano segnare le stesse tacche con le stesse misure su un'altra bottiglia di forma diversa, al fine di osservare che l'esperimento non fosse influenzato dalla struttura di quest'ultima.
Gli studenti poi dovevano ripetere altre cinque misurazioni per ogni tacca con la seconda bottiglia. A questo punto attraverso la media con l'errore di tutte le misure per ogni tacca, bisognava verificare che la misura effettuata per ogni tacca fosse identica al calcolo fornito dalla formula di Stevino. In tal caso significava che l'esperimento era riuscito correttamente e la legge era stata verificata.
In ogni caso, grazie a questa piccola esperienza, i ragazzi hanno potuto capire meglio il funzionamento dei fluidi all'interno dell'idraulica in maniera relativamente semplice e divertente.
(Sleim Ben Salah)
