Ecco un esperimento semplice e divertente che può essere usato per insegnare ai bambini il principio di azione e reazione.
La forza dall’aria che si muove in una direzione spinge il palloncino nell’altra direzione, che si muove proprio come un razzo.
L’occorrente per questo esperimento sono oggetti di uso comune per cui vi è una buona probabilità che abbiate già in casa tutto il necessario per realizzare l’esperimento.
Occorrente
palloncini
Cannuccia (meglio se larga, tipo la SOMMARFINT Ikea )
Rotolo di corda
nastro adesivo
Due sedie o due alberi a seconda di dove siete: in sintesi due appigli per tendere la corda
Procedura per la creazione del razzo a palloncino
Infilare la corda nella cannuccia.
Allaccia l’estremo della corda allo schienale della sedia.
Srotola il rotolo di corda fino a coprire tutta la lunghezza massima che hai a disposizione (circa 5 metri vanno più che bene per un palloncino di dimensione normale)
Taglia la corda dal rotolo e allaccia l’altra estremità allo schienale dell’altra sedia.
Aggiusta la posizione delle sedie in modo che la corda sia tesa.
Preparati un pezzo di nastro adesivo.
Posiziona la cannuccia ad inizio corsa ovvero ad una estremità della corda.
Gonfia il palloncino ma non chiuderlo con un nodo, tieni stretta l’imboccatura con le dita in modo che l’aria non esca.
Prendi il pezzo di nastro adesivo e usalo per fissare il palloncino sotto alla cannuccia. Posiziona il nastro adesivo al centro della cannuccia in modo che la spinta data dal palloncino che si sgonfia venga sfruttata al massimo.
Ed ora si parte, lascia il palloncino che partirà come un razzo attraverso la corda fino a raggiungere l’altra sedia.
Gonfiare nuovamente il palloncino e ripetere.
Spiegazione:
Il palloncino, che è fatto di un materiale elastico, contrae l’aria all’interno del palloncino stesso.
Quando si tiene la l’imboccatura del palloncino chiusa ( o quando è annodato ), l’ aria non ha un posto dove andare , quindi resta dentro al palloncino e ne mantiene la forma.
Quando apriamo l’imboccatura del palloncino l’aria ha un posto dove andare, può uscire. L’aria esce dall’imboccatura del palloncino. Dal momento che l’aria ora si sta spostando, anche il palloncino-razzo si muove.
Questo segue entrambe le leggi:
- terza legge del moto di Newton ( ” per ogni azione c’è una reazione uguale e contraria ” )
- la legge di conservazione del momento
C’è attrito tra la corda e la cannuccia, ma la cannuccia è realizzata in un materiale a basso coefficiente di attrito (perché è liscia) ed il palloncino e la cannuccia hanno un pesocomplessivamente basso (sono piuttosto leggeri), quindi la forza di attrito complessiva è effettivamente trascurabile.
Questo è essenzialmente lo stesso principio con cui funzionano i normali razzi.
Il propellente ovvero combustibile e ossidante, fatti bruciare in proporzioni adeguate, sviluppano energia termica, cioè generano calore che fluisce all’esterno del razzo, sprigionando tutta la sua “forza” (realizzando, cioè, la propria Azione).
Il razzo si muove in risposta a questa forza (reazione). Poiché un razzo tipicamente pesa molto più di un palloncino, naturalmente , ci vuole molto propellente per ottenerne lo spostamento .