BILANCIA IDROSTATICA

Accessori: Cilindro cavo d’ottone, cilindro pieno d’ottone, piattello per bilancia comune, masse campione

Tipo di scheda Livello di ricerca Codice regione STS Catalogazione 20

Ente schedatore

A.R.P.S.- O.N.L.U.S. Associazione per il recupero del patrimonio Scientifico

Localizzazione geografico amministrativa

Stato Provincia Comune Italia CA Cagliari

Collocazione specifica LICEO GINNASIO STATALE “G.M.DETTORI” Riferimento pianta istituto: piano secondo corridoio centrale vetrina D

Condizione Giuridica Proprietà Liceo Ginnasio Statale “G.M.Dettori”

Dati di inventariazione Sulla bilancia e sui cilindri non è presente numero d’inventario, sulla custodia delle masse sono presenti i numeri d’inventario 22, 2503, corrispondenti alle masse per la bilancia di precisione, ma da un foglietto trovato all’interno della custodia, risulta che venivano utilizzate con la bilancia idrostatica. Registro inventario Gabinetto di Fisica elenco materiale esistente sino al 20 ottobre 1934, aggiornato al 15 febbraio 1935, comprensivo delle variazioni sino al I semestre 1940: “Bilancia idrostatica” n°inventario vecchio 45, nuovo 2522 £ 100.00; n° inventario vecchio 47, nuovo 2525/26 “Secchielli d’ottone per suddetta” due £ 12.00, n° inventario vecchio 22, nuovo 2503 “Scatola di pesi per la suddetta” £ 50,00, riferito alla bilancia di precisione. Registro Cronologico delle operazioni inventariali aggiornato al 1 marzo 1936: “Bilancia idrostatica” n°inventario 2522 £ 100.00, quantità uno; n°inventario 2525/26 “Secchielli d’ottone per suddetta” quantità due £ 12.00, n°inventario 2503 “Scatola di pesi per la suddetta” £ 50.00 quantità uno, riferito alla bilancia di precisione. Registro cronologico delle operazioni inventariali dal 15 febbraio 1935 al 29 dicembre 1950: “Custodia per la bilancia idrostatica (vedi 2522)” data di arrivo 20 aprile 1935, numero buono di carico 35, numero d’inventario 9807, quantità uno £ 50; Variazioni dal 1° luglio 1947 al 31 Dicembre 1947: “Bilancia idrostatica” data di arrivo 30 XII ’47, n° buono di carico 564 bis, n° inventario 11543a quantità uno £ 3800. Registro inventario aggiornato al 31 dicembre 1960: ” Bilancia idrostatica” n°inventario 7995, quantità uno, £ 10.000; n°inventario 7996 “Cilindro cavo e massiccio per esperienze di Archimede” quantità uno, £ 1000; n°inventario 7997 “Pesiera (100, 50, 20, 20, 10, 2, 2, 1 grm, 5, 2, 2, 1 dgm; 5, 2 cgm)” quantità uno, £ 2000 Registro inventario aggiornato al 27 marzo1980: “Bilancia idrostatica” n° d’ordine 356, n°inventario 7995 condizione buona £ 140; n°d’ordine 357, n°inventario 7996 “Cilindro cavo e massiccio per bilancia idrostatica” condizione buona £ 15; n°d’ordine 358, n°inventario 7997 ”Pesiera 100, 50, 20, 20, 10, 22, 1 gr, 5, 2, 2, 1 dgr, 5, 2, cgm” condizione buona £ 30

Codice strumento: 111

Responsabilità: ignota Categoria: Meccanica Campo di applicazione: dimostrazione sperimentale del principio d’Archimede e sue applicazioni per la determinazione del volume dei solidi e del peso specifico dei solidi e dei liquidi Data di costruzione: prima metà del XX sec. Materia e tecnica: legno,ottone, ferro, Misure: base di legno 355 x 150 mm, altezza 510 mm, lunghezza braccio 315 mm Stato di conservazione: buono Indicazioni specifiche: i due piedi posteriori della base

sono stati sostituiti con tavolette di legno

Cilindro cavo Categoria: Meccanica Campo di applicazione: dimostrazione sperimentale del principio d’Archimede e sue applicazioni per la determinazione del volume dei solidi e del peso specifico dei solidi e dei liquidi Data di costruzione: prima metà del XX sec. Materia e tecnica: ottone Misure: altezza 145 mm, diametro esterno 35 mm, diametro interno 25 mm Stato di conservazione: buono Indicazioni specifiche: il gancio è allentato

Cilindro massiccio Categoria: Meccanica Campo di applicazione: dimostrazione sperimentale del principio d’Archimede e sue applicazioni per la determinazione del volume dei solidi e del peso specifico dei solidi e dei liquidi Data di costruzione: prima metà del XX sec. Materia e tecnica: ottone Misure: altezza 80 mm, diametro 20 mm Stato di conservazione: buono Indicazioni specifiche: il gancio presenta evidenti segni di saldatura

Piattello per bilancia comune Categoria: Meccanica Campo di applicazione: utilizzare la bilancia idrostatica come una bilancia comune Data di costruzione: prima metà del XX sec. Materia e tecnica: ottone Misure: diametro 111 mm, altezza 265 mm Stato di conservazione: buono Indicazioni specifiche: presenta evidenti tracce di intaccatura dell’ottone sul piatto

Masse campione Categoria: Meccanica Campo di applicazione: equilibrare la bilancia idrostatica Data di costruzione: prima metà del XX sec. Materia e tecnica: legno, metallo, vetro, velluto Misure: custodia 190 x 82 x 40 mm Stato di conservazione: buono Indicazioni specifiche: manca la massa di 5g ed una massa di 2 dg.

Descrizione ed uso: La bilancia idrostatica è una bilancia comune a giogo alla quale sono state apportate due modifiche: uno dei due piatti è munito di uncino, per appendervi gli accessori, il giogo in ottone si può sollevare o abbassare mediante un sistema a vite facendolo scorrere lungo un’asta di ferro. Alle estremità del giogo sono presenti due viti di regolazione per equilibrare la bilancia. L’asta della bilancia è avvitata su una base rettangolare di legno, sostenuta da quattro piedini. La bilancia ha in dotazione due cilindri d’ottone, uno cavo, ed uno massiccio d’uguale capacità, il cui peso complessivo è di 191,4 g; una serie di masse campione, con un foglietto che riporta il peso complessivo dei due cilindri; ed un piattello uguale all’altro, che sostituito al piattello uncinato consentiva di usare la bilancia idrostatica come bilancia comune.

Dimostrazione sperimentale del principio d’Archimede Si solleva il giogo e si sospende sotto al piattello uncinato il cilindro cavo d’ottone, e sotto quest’ultimo un cilindro massiccio, il cui volume è esattamente uguale alla capacità del primo, sull’altro piattello si pongono delle masse per riequilibrare . Se ora si colloca sotto il cilindro pieno un vaso pieno d’acqua, e si abbassa il giogo in modo che il cilindro pieno si immerga del tutto, la bilancia non è più in equilibrio, ma pende dalla parte delle masse, dimostrando così l’esistenza della spinta d’Archimede.Per calcolare il valore della spinta si riempie d’acqua il cilindro cavo e si ristabilisce l’equilibrio. Infatti, il cilindro pieno riceve una spinta verso l’alto pari al suo volume che corrisponde alla quantità d’acqua contenuta nel cilindro cavo Si dimostra così il principio d’Archimede che dice: ”un corpo immerso in un liquido, riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso del liquido spostato”.

Determinazione del volume dei corpi Il principio di Archimede consente di calcolare con precisione il volume di un solido sia regolare che irregolare. Si sospende il solido mediante un filo di massa trascurabile al gancio del piattello, e lo si pesa prima nell’aria, poi si immerge nell’acqua distillata, e si nota che l’equilibrio viene meno perché si ha una diminuzione di peso, che corrisponde al peso dell’acqua spostata.Per riequilibrare la bilancia si aggiungono delle masse sullo stesso piattello. Se supponiamo di aver aggiunto 40 g, significa che l’acqua spostata dal corpo pesa 40 g, poiché un grammo corrisponde ad 1cm3 di acqua distillata alla temperatura di 4°C, il volume dell’acqua spostata è di 40 cm3, poiché il volume del corpo è uguale a quello dell’acqua che ha spostato, il suo volume sarà di 40 cm3

Determinazione del peso specifico dei solidi Il peso specifico di un corpo è dato dal rapporto tra il suo peso e il peso di un eguale volume di acqua.

p = P/V Per calcolare il peso specifico, dobbiamo conoscere prima il peso del corpo, poi il peso di un eguale volume d’acqua. Si prende il corpo di cui si vuole calcolare il peso specifico, si pone su un piatto della bilancia e si equilibra nell’altro con la tara. Si toglie il corpo e si sostituisce con delle masse, grammi o frazioni di grammo, sino a raggiungere nuovamente l’equilibrio.Con questo metodo delle doppie pesate si è calcolato il suo peso nell’aria. Quindi lo si sospende con un filo di massa trascurabile al gancio del

piatto, dove era stato pesato prima, e si immerge nell’acqua, mantenendo nell’altro piatto la stessa tara. Il corpo immerso, riceverà una spinta verso l’alto, pari al volume dell’acqua spostata, per riequilibrare la bilancia, bisogna aggiungere delle masse che corrispondono al peso dell’acqua spostata. Una volta ottenuti i due pesi cercati, si fa il rapporto e si ricava il peso specifico del corpo.

Determinazione del peso specifico dei liquidi Si sospende con un filo di massa trascurabile, al gancio del piattello, un corpo, chimicamente inerte nei confronti del liquido di cui si vuol determinare il peso specifico. Solitamente si utilizza una sfera di vetro o di platino che si equilibra nell’aria. Una volta determinato il peso della sfera, questa si sospende dentro il liquido di cui si vuole conoscere il peso specifico. L’equilibrio viene meno e si aggiungono delle masse per ristabilirlo, il numero di grammi necessari per ristabilire l’equilibrio, ci forniscono il peso di un volume di liquido pari a quello della sfera. Ora si asciuga la sfera e si immerge nell’acqua distillata, l’equilibrio viene meno e le masse che bisogna aggiungere per ripristinare l’equilibrio rappresentano a parità di volume, il peso dell’acqua spostata, che è uguale al volume della sfera. Una volta noti il peso del volume di liquido di cui si vuol conoscere il peso specifico P, e il peso di un eguale volume d’acqua Q, si fa il

rapporto e si ottiene il peso specifico del liquido.

Iscrizioni: sulla custodia delle masse campione scritto a mano: “Mogoro 23/3/1943” Stemmi, emblemi, marchi: assenti

Fonti e documenti di riferimento Riferimenti fotografici

Immagini digitali Percorso immagine Numero d’ordine

Annotazioni: La bilancia idrostatica fu ipotizzata per la prima volta da Galileo Galilei (1564-1642)

Bibliografia: Biblioteca Liceo G.M.Dettori Felice Marco “Elementi di Fisica per Licei, Istituti Tecnici, Scuole Tecniche e Magistrali” volume I Meccanica Generale e Speciale dei Solidi, Liquidi e Gas, Ditta G.B.Paravia e Comp. di I.Vigliardi Tipografi-Librai-Editori, Torino-Roma-Milano-Firenze, 1882 pag. 204, fig.93

Ferdinando Palagi “Corso Elementare di Fisica e Chimica per i Licei” Vol.II Nozioni elementari di meccanica, acustica, cosmografia per la II classe dei Licei, Ermanno Loescher Torino – Roma - 1894, pag.103, 106 figg.80-81

Antonio Roiti “ELEMENTI DI FISICA” quarta edizione riveduta e accresciuta dall’autore, Volume Primo - Parte prima – Firenze Successori Le Monnier – 1898 pagg.187-190, figg.144,149

Giovanni Cantoni “Elementi di FISICA” – Dottor Francesco Vallardi, Tip.Edit., Milano pag.149

Biblioteca privata Adolph Ganot “Trattato elementare di Fisica” pagg.68-75 figg.69,75, Gustavo Milani “Corso Elementare di Fisica e Meteorologia” volume secondo “I liquidi, le azioni molecolari, gli strumenti di misura” Editori della Biblioteca Utile Milano 1867 pagg. 555-577, figg. 38-40,46, 49 G.Basso “Sunti di Fisica Sperimentale raccolti da Dondona Leopoldo alle lezioni fatte nella R. Università di Torino dal chiarissimo professore G.Basso” pag. 103, Tav.IV figg. 62, 63

Compilatore della scheda Marrocu Graziella

Ruolo Estensore

Lingua Italiano

Data di compilazione 2002