[Risolto] densità di un blocco di ghiaccio

Roberto deve misurare la densità di un disco di ghiaccio, avendo a disposizione un becher contenente una massa di acqua (a temperatura di 2,0 °C ), un calibro e una bilancia. Deve operare in modo piuttosto rapido, altrimenti c'è il rischio di avere misure troppo imprecise, a causa del passaggio di stato da ghiaccio ad acqua. Misura l'altezza e il diametro del disco, ottenendo ℎ = 20,15 mm e d = 92,70 mm. Quindi misura la massa del becher con all'interno l'acqua, m1= 302 g; poi immerge il disco di ghiaccio nell'acqua e misura la massa del becher con all'interno acqua e ghiaccio, m2 = 427 g

a. la densità ρg del ghiaccio :

volume del ghiaccio Vg = 0,7854*d^2*h/1000

Vg = 0,7854*9,27^2*2,015 = 136,00 cm^3 (0,7854 è π/4)

densità ghiaccio ρg = (m2-m1)/Vg =  (427-302)/136 = 125/136 = 0,919 g/ cm^3, corrispondenti a 919 kg/m^3

b. la forza F che Roberto deve esercitare mediante una forchetta per sommergere a pelo d'acqua il disco di ghiaccio corrisponde alla forza di Archimede che l'acqua esercita sul volume emerso Vge quando si cerca di immergerlo

volume emerso Vge = Vg*(1-ρg) = (136*81/1000)/1000 = 0,01102 dm^3

forza F = Vge*ρa*g = 0,01102*1*9,806 = 0,1080 N