Eccolo qui uno dei migliori laboratori scientifici che un genitore possa immaginare: il bagno!
Il bagno è un luogo capace di scatenare un milione di domande ma è anche un ambiente relativamente sicuro dove giocare e certamente uno di quelli in cui si possono fare meno danni. Fatta salva una buona supervisione per evitare incidenti e allagamenti gravi, potrai rimediare con un semplice straccio per pavimenti.
Lavandino, doccia, vasca da bagno, bidet, water, rubinetti, tubature e condotte: tutti questi elementi d’uso quotidiano ti serviranno per osservare la dinamica dei fluidi e l’idrodinamica, quella parte della fisica che studia il moto dei liquidi.
Naturalmente la prima domanda in assoluto riguarderà il galleggiamento, perché anche un bambino piccolissimo avrà potuto veder galleggiare – o andare a fondo – i suoi giochi. Perché la paperella di gomma galleggia e la macchinina di metallo no? Da cosa dipende? La risposta è in una delle leggi fisiche più popolari, quella di Archimede che spiega la spinta idrostatica.
Quando i tuoi piccoli usciranno dalla vasca e toglieranno il tappo, non sfuggirà al loro occhio attento il fatto che l’acqua forma un vortice attorno allo scarico. In che verso sta ruotando? Ruota sempre nello stesso senso? Da cosa dipende il verso di rotazione? Nei manuali di fisica si legge che il senso del vortice dipende dal luogo in cui ci troviamo sulla terra: se viviamo a nord dell’Equatore (come il Italia) il vortice dovrebbe ruotare in senso antiorario mentre se vivessimo, ad esempio, in Sud Africa l’acqua dovrebbe girare in senso orario attorno al foro. L’unico modo per averne conferma è verificare di persona! La causa che determina questo fenomeno è la legge di Coriolis.
Ti vengono in mente altri fenomeni – in natura – che ricordano il vortice dello scarico del bagno? La forza di Coriolis farà intuire ai tuoi bambini come si comportano, ad esempio, i cicloni, i venti e le perturbazioni atmosferiche.
Il sanitario fondamentale in un bagno – e forse il più affascinante per i più piccoli, visto che ne devono studiare a lungo l’utilizzo da quando tolgono il pannolino – è il gabinetto o WC.
Il WC è un vero capolavoro d’ingegneria. È composto da un sistema idraulico, dalla tazza con il sifone e dal sistema di scarico, in cui l’acqua viene raccolta per essere utilizzata al momento opportuno. Come funziona il riempimento della cassetta dell’acqua e – soprattutto – come mai se si rompe, il sifone funziona ugualmente e basta ovviare con una bella secchiata d’acqua in attesa della riparazione? Mentre la cassetta dell’acqua funziona con un sistema di valvole e galleggianti che aprono e chiudono l’erogazione interna dell’acqua, il sifone è un semplicissimo tubo a forma di U che si basa sul principio dei vasi comunicanti. Il sifone ha lo scopo di intrappolare una quantità d’acqua pulita che viene mantenuta sempre allo stesso livello dalla pressione atmosferica alle sue estremità.
Vuoi fare un esperimento per vedere in modo pratico come funziona? Prova a versare un bicchiere d’acqua o anche più d’uno: apparentemente non succederà nulla perché non appena l’acqua supera in livello di scarico alla fine della U, tracima lasciando il livello sempre uguale. Se invece getti un secchio d’acqua nella tazza, la differenza di pressione farà si che essa venga risucchiata – creando l’effetto sifone e il caratteristico rumore del gabinetto – per poi stabilizzarsi nuovamente. L’acqua sempre pulita nel sifone è la garanzia che gli odori della fogna non risaliranno, cosa che accade ad esempio, quando durante una lunga vacanza lontani da casa, l’acqua evapora parzialmente. Il problema sarà risolto subito ristabilendo il livello!
E se ti venisse voglia di fare le bolle di sapone? Cosa c’è di più irresistibile di una vasca piena di schiuma? Lo stesso Newton ne aveva fatto materia di studio. Pensa che la bolla di sapone più grande del mondo, fatta con ingredienti casalinghi, ha superato la circonferenza di 2 metri mentre la bolla da record mondiale è arrivata a ben 35 metri!
Per fare le bolle di sapone in casa ecco la ricetta: un litro d’acqua, una tazza di sapone liquido per piatti e circa mezzo cucchiaio di glicerina (la trovi in farmacia ed è fondamentale per rendere resistente la bolla). Ognuno ha la propria miscela segreta ma i tre ingredienti fondamentali sono questi appena citati. Potrai aggiungere anche miele o zucchero che – come la glicerina – hanno lo scopo di rallentare l’evaporazione dell’acqua e far durare di più la bolla. La bolla di sapone più longeva, fatta con una speciale soluzione, è arrivata a durare 342 giorni!
La schiuma, invece, si ottiene quando tante bolle di gas si raccolgono insieme. Un liquido tende a schiumare in base a quante molecole attive di superficie contiene – si chiamano molecole surfattanti – determinando anche la densità e la durata della schiuma. Quante schiume conosci a parte quella del bagnoschiuma? Ci sono le schiume saponose, come quella da barba, ma ce ne sono anche tante di alimentari come quella della birra, la panna montata e la schiuma di latte del cappuccino. E poi? Dove puoi trovare bollicine che ti ricordano la formazione della schiuma? Non ci crederai ma ci sono anche schiume solide, come il polistirolo, la pasta lievitata della pizza e persino le ossa.
Questi sono piccoli esempi di come si possono approfondire argomenti scientifici in un ambiente familiare come il bagno. Questo ambiente naturalmente può nascondere altre mirabolanti invenzioni, come asciugacapelli, spazzolini elettrici, vasche a idromassaggio e bilance pesapersone. Le occasioni di divertirsi insieme al tuo bambino o alla tua bambina non mancheranno per un bel pezzo, perché la scienza fa capolino nella vita quotidiana in ogni istante.
[Questo articolo fa parte di una serie di contenuti che ho sviluppato per Ricercamondo, un’iniziativa creata da Henkel per avvicinare i bambini al mondo della scienza, incoraggiandoli a imparare in modo facile e divertente. Lanciata con il nome di Forscherwelt (mondo dei ricercatori) nel 2011 a Düsseldorf, questo progetto prevede un programma di studio per le scuole elementari.]
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