Esperienze con le bolle di sapone
Esperienza 10
Obiettivo
Far vedere cosa succede quando due bolle di dimensioni diverse si uniscono e come questa unione dipende dalla pressione.
Materiale occorrente
- Soluzione saponosa
- Cannucce
- Un tavolo di formica o dei piatti
Procedimento
Intingere
la cannuccia nella soluzione, bagnare con un po' di quest'ultima un
piatto o il tavolo, gonfiare delle bolle appoggiandole al tavolo stesso
in modo che si uniscano. Far in modo che le bolle siano o della stessa
grandezza o una più piccola e l'altra più grande.
Cosa far vedere
Se si osservano attentamente due bolle unite che hanno le stesse dimensioni, si vedrà che la lamina che si è formata nel momento dell'unione è praticamente perpendicolare al piano di appoggio. Se invece le bolle sono di dimensioni diverse la lamina non sarà più perpendicolare al piano ma tenderà a rientrare verso la bolla che ha dimensioni più grandi. Più la differenza di dimensioni tra le due bolle è grande più si evidenzierà il fenomeno (se si fanno scoppiare le bolle la traccia che queste lasceranno sul tavolo lo evidenzierà ancor meglio).
Cosa succede
Grazie alle proprietà di elasticità della membrana saponosa all'interno di una bolla di sapone l'aria si trova sotto pressione (vedi esperienza con candela). Per bolle diseguali la lamina che le unisce ha una certa flessione verso la bolla grande, questo indica che l'aria contenuta in quella piccola è sottoposta ad una pressione maggiore di quella contenuta nella più grande. La membrana è piatta quando ai due lati la pressione è la stessa (bolle di uguale dimensione)
Per approfondire
Si può
affermare che la pressione dell'aria in una bolla è inversamente
proporzionale al raggio della bolla stessa. Poiché la pellicola
saponosa è sempre tesa con la stessa forza, qualunque siano le
dimensioni della bolla, è chiaro che la pressione all'interno
deve dipendere soltanto dalla curvatura. Infatti nella bolla grande:
la curvatura è piccola e la pressione è piccola, nella
bolla piccola: la curvatura è grande e la pressione è
grande. La forma sferica non è l'unica che si può dare
ad una bolla di sapone.
Se si mette una bolla di sapone tra due anelli si può "tirarla" (vedi foto) finché assume una forma a tubo. Questo risultato è generalizzato a bolle di forma qualsiasi.(vedi scheda a/10)