©www.giunti.itwww.editorialescienza.it2022EditorialeScienza srl via
AriannaIllustrazioni:Bellucci (pp. 6, 9d, 10-11, 12-13, 14-15, 18b, 19a, 20, 21, 23a, 24b, 25a, 27d, 28, 29, 30, 31, 32-33, 34-35, 36-37, 41a, 45a, 47b, 49, 50, 51, 53, 54-55, 59a, 61, 62b, 63a, 65a, 67, 68-69, 72s, 73b, 74b, 75a, 77, 79, 81, 82-83, 84-85, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96s, 97b, 99, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114, 115, 117, 119, 120-121, 122-123, 126-127, 128-129, 131, 132-133, 138, quarta s) Giulia Lombardo (copertina, pp. 7, 8, 9s, 18a, 19b, 20-21, 22, 23b, 24a, 25b, 26, 27s, 28-29, 40, 41b, 42, 43, 44, 45b, 46, 47a, 48-49, 58-59, 59b, 60-61, 62a, 63b, 64, 65b, 72d, 73, 74, 75, 76-77, 78-79, 88-89, 90-91, 92-93, 94-95, 96d, 97a, 98-99, 100-101, 102-103, 106-107, 108-109, 110-111, 112-113, 114-115, 116-117, 139, quarta d)
Pubblicato in accordo con Book on a tree Ltd
Stampato presso Baroni e Gori, Prato
Testi: Christian Hill
Progetto grafico e impaginazione: Studio Link Bolognese, 165 - 50139 Firenze - Italia via C. Beccaria, 6 - 34133 Trieste - Italia Prima edizione: settembre 2022
CHRISTIAN HILL
SOTTOMARINIILGRANDEDEILIBRO
Illustrazioni di ARIANNA BELLUCCI e GIULIA LOMBARDO
INDICE Il Delfino affondato ...................................52 CAPITOLO 3 LA TECNICA DEI SOTTOMARINI Sotto il polo .............................................. 66 CAPITOLO 4 INTERAGIRE CON L’ESTERNO Introduzione...............................................10 Un progetto diabolico ................................ 12 CAPITOLO 1 LA SCIENZA DEI SOTTOMARINI Per uno sciacquone di troppo ....................32 CAPITOLO 2 LA VITA NEL SOTTOMARINO 17 57 39 71
Più giù di così non si può ........................... 80 CAPITOLO 5 I MODELLI CIVILI Tre Maiali nel porto................................. 100 CAPITOLO 6 I MODELLI MILITARI Seguire il flusso ....................................... 118 CAPITOLO 7 SOTTOMARINI, CHE PASSIONE! Alvin, Jason Junior e… il Titanic ............... 130 Glossario .................................................. 134 Indice analitico 137 Sottomarini fuori dall’acqua .................... 138 GLi esperimenti Un sottomarino fatto in casa 19 Mare in bottiglia ....................................................................................... 23 Un domino sonoro ................................................................................... 27 Casse aperte 59 Un periscopio casalingo 73 87 105 125
– Facevi il custode?
Filippo e Sofia si aggirano tra le locomotive a vapore nell’immenso salone del Museo della Scienza e della Tecnologia, in cui da tempo aspettavano di entrare. Oggi finalmente il nonno li ha portati a visitarlo. I due ragazzini indicano questo o quel particolare, Sofia commenta soprattutto le didascalie storiche mentre suo fratello si entusiasma per i dettagli tecnici.
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Il nonno scoppia a ridere: – No, ragazzi, no… Venite fuori e vi farò vedere il Toti, così capirete tutto. Appena usciti dal padiglione, lo vedono.
Non è stufo, per nulla, ha solo tanta voglia di mostrare ai nipotini un’altra esposizione. – Andiamo, ragazzi, tra poco comincia la nostra visita al Toti – Cos’è il Toti, nonno?
Gli occhi del nonno si stringono, come se stesse scrutando un orizzonte lontano. Respira profondamente, sospira: – Il Toti è stata la mia casa, per tanto tempo.
Nonno Enrico cammina tra i due ragazzini, ma si vede che è ansioso di uscire dal padiglione.
I due ragazzi si scambiano un’occhiata, l’espressione dei loro visi sembra un punto interrogativo. – Hai vissuto in un museo?
– Ma come è arrivato qui? – chiede Sofia.
– Ma come si vive in un sottomarino? Si dorme? Cosa si mangia? E si sparano i siluri? E se devi andare al gabinetto? E come fa a non affondare? E come fai a guidarlo senza finestre? E… e… e…?
Il nonno ridacchia: – Oh, questa è tutta un’altra storia. Filippo si gratta la testa: – Cioè, che tu facessi il marinaio lo sapevamo…
E Sofia, che ha la stessa domanda in testa, conclude la frase: – Ma guidavi i sommergibili?
– Qualcuna sì, – sorride il nonno. – Ora ve la racconto…
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Il nonno alza le braccia: – Calma! Calma! Quante domande! Ora risponderò a tutto.
– Sì, ma di storie ne hai da raccontare? – chiede Sofia, a lei piacciono i dettagli tecnici ma si appassiona soprattutto alle avventure.
Mentre si avvicinano alla scala che conduce all’ingresso dell’esposizione, i ragazzi gli sparano una raffica di domande.
Il sottomarino è nero, liscio, immenso. Assurdo vederlo fuori dal mare, appoggiato a possenti cavalletti, all’asciutto nel bel mezzo di una città.
– Il Toti è un sottomarino, non un sommergibile, ragazzi. E, comunque, sì, facevo il timoniere. –risponde il nonno.
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CAPITOLO 1
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La Scienza dei Sottomarini
Perché una nave galleggia? E come fa un sottomarino a restare sospeso a una certa profondità senza tornare a galla e, soprattutto, senza colare a picco? Come fa a percepire ciò che lo circonda? E quali sono le caratteristiche del fluido in cui si muove? Prima di affrontare gli aspetti tecnici di un sottomarino dobbiamo capire i principi scientifici che li governano…
L’acciaio è molto più denso dell’acqua: un volume d’acqua pari a un litro di acciaio pesa quasi otto del(cioèl’acquaspostandoQuindichilogrammi.anchetuttapossibileimmergendositutto),la sfera di acciaio non riesce a generare una spinta Risultato:sufficiente.affonda.
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Ègalleggia.galla.aspintaraggiungeredipiccolaspostaresufficienteunaquantitàacquaperlanecessariatenerlaaRisultato:tuttaquestionedi
Ogni cosa che si muove o vive nell’acqua ha tre possibilità: può galleggiare sulla superficie, come una papera, può mantenersi a una certa profondità, come un pesce, o può stare sul fondo, come un gambero. Ma cosa fa sì che papera, pesce e gambero restino dove devono stare? Il segreto sta nel galleggiamento. Ogni corpo immerso in un fluido (come l’acqua, ma anche l’aria) subisce una spinta verso l’alto. Il punto è: questa forza è sufficiente a farlo stare a galla? Dipende dalla sua massa e da quanto spazio occupa, cioè, dalla sua densità.
masse e volumi: il peso della quantità di acqua che deve spostarsi per fare spazio all’oggetto immerso è uguale alla forza di galleggiamento che si genera. Lo si vede bene nell’esempio qui sotto: tre sfere della stessa dimensione ma fatte di diversi materiali, che hanno quindi diversa densità, nell’acqua si comportano diversamente.
1. LA SCIENZA DEI SOTTOMARINI
Galleggiare o
Le navi esistevano già da prima che lui nascesse (e anche i pesci e le papere, a dire la verità) eppure è lui che ha capito tutto: Archimede di Siracusa. Un giorno di circa 2200 anni fa, entrando nella vasca da bagno osservò che il livello dell’acqua era cresciuto. Si narra che abbia esclamato “Eureka!” (che in greco significa “Ho trovato!”) e che per la felicità si sia fatto una bella corsa per il paese. Tutto nudo! Comunque siano andate le cose, ciò che aveva trovato era un sistema per misurare la densità degli oggetti… ma questo permise di scoprire le leggi che regolano il galleggiamento.
La sfera di legno è un po’ più pesante, ma la sua densità è comunque inferiore a quella dell’acqua. Rispetto a quella di sughero deve però spostare più acqua per generare una spinta sufficiente a farla galleggiare. Risultato: galleggia parzialmente.
Un genio da vasca da bagno
La sfera di sughero è leggera e occupa molto spazio in proporzione al suo peso: è
affondare?Densitàegalleggiamento
1. LA SCIENZA DEI SOTTOMARINI
4. Tenendo in mano il tubo, metti il tuo sottomarino nella vasca da bagno o in una tinozza piena d’acqua. Grazie alla zavorra, la bottiglia-scafo dovrebbe affondare. Ora riduci la densità del sottomarino facendo uscire un po’ di acqua dallo scafo, cioè soffia nel tubo e gonfia il palloncino. A un certo punto il tuo sottomarino verrà a galla: se regoli bene l’aria, dovresti riuscire a fargli mantenere la quota.
2. Ci vuole un po’ di zavorra: infila tre o quattro coltelli attraverso il collo della bottiglia (fai attenzione nel maneggiarli!).
Il sottomarino è fatto di acciaio, eppure volendo può galleggiare. Questo succede perché è anche pieno di aria, che è molto più leggera dell’acqua. La sua forza è che può modificare a piacimento il proprio peso, rendendolo inferiore, superiore o uguale alla forza di galleggiamento generata dal suo volume. Così può salire, scendere, o restare alla stessa quota. Ma come fa? Usa dei serbatoi, chiamati casse di zavorra, che possono trovarsi all’interno o all’esterno, o tutto intorno allo scafo principale. Questi vengono riempiti d’aria per farlo salire, oppure d’acqua per farlo scendere. L’equipaggio può dosare la quantità di acqua nei serbatoi usando speciali valvole e quindi regolare la profondità con la massima precisione. Può anche controllare la quantità d’acqua nelle casse di destra o di sinistra, in quelle davanti o dietro, per far sì che il battello abbia sempre l’inclinazione desiderata.
Con il sale si sale
La salinità del mare varia per una miriade di fattori: posizione geografica, correnti, profondità, temperatura, nuvolosità e molti altri. Il fatto è che la salinità, cioè la quantità di sale disciolto nell’acqua, ne varia la densità. E la densità ha un effetto sulla galleggiabilità. Per poter mantenere una quota, un sottomarino deve conoscere esattamente la salinità dell’acqua in cui sta navigando ed è per questo motivo che vengono effettuate continue misurazioni.
1. Prendi una bottiglia di plastica e con le forbici ricava quattro fori, due in alto e due in basso, ai lati opposti della bottiglia (fatti aiutare da un adulto).
Assetto variabile
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Un fattosottomarinoincasa
3. Prendi un tubo (un pezzo di canna per annaffiare, per esempio) che passi dal collo della bottiglia. Usando il nastro adesivo, fissa un palloncino sgonfio a un’estremità del tubo, inseriscilo nella bottiglia e poi sigillane il collo con il nastro adesivo, come in figura. Consiglio: usa un palloncino che sia già stato “ammorbidito”.
Ecco lo scafo del tuo sottomarino.
