Lezione 5 6 Forze nei fluidi La pressione

Lezione 5 -6 Forze nei fluidi La pressione è la forza che comprime un fluido o un corpo. Essa è uguale a Forza = m x a a =9, 8 m/s 2 La forza si misura in Newton N. B. Queste formule stanno a pagina A 187 del vostro libro La pressione che l’acqua esercita viene detta “pressione idrostatica”. La pressione idrostatica è quindi la forza esercitata da un fluido in quiete sull’unità di misura di superficie a cui è a contatto normalmente. Ogni strato grava su quello più profondo, quindi maggiore è la profondità, maggiore è la pressione idrostatica. Nel caso in cui ci siano due o più fluidi non miscibili e con densità differenti, la pressione idrostatica è rappresentata dalla somma delle pressioni provocate dai diversi fluidi per l’altezza e per l’accelerazione di gravità. Tra le leggi che regolano la pressione idrostatica abbiamo il principio dei vasi comunicanti e il principio di pascal

Il principio dei vasi comunicanti I vasi comunicanti sono dei recipienti, di forme e dimensioni anche diverse tra loro, collegati da un tubo attraverso il quale può fluire un liquido. L’acqua versata in qualunque di essi, passando attraverso il tubo, può raggiungere anche gli altri, cosicché il livello raggiunto dall’acqua è lo stesso in tutti i recipienti.

Il principio si basa sul fatto che, quando si versa dell’acqua all’interno di un recipiente aumenta il livello dell’acqua in esso, e di conseguenza aumenta anche la pressione all’interno di tale recipiente. L’aumento di pressione fa si che il liquido tenda a spostarsi dal recipiente in cui ha altezza maggiore a quello (o quelli) in cui ha altezza minore, fino a quando non si raggiunge un nuovo equilibrio, e il suo livello sia uguale in tutti i recipienti. Il liquido si sposta dalla condizione di pressione maggiore a quella di pressione minore; passa, cioè, dal recipiente più alto a quello più basso. Questo fenomeno accade indipendentemente dal numero dei recipienti che vengono collegati e dal tipo di liquido che si sta utilizzando. Tuttavia, la validità del fenomeno è riservata a recipienti che siano sufficientemente ampi; infatti, il principio dei vasi comunicanti non ha validità nel caso di tubicini troppo sottili, detti capillari.

Su questo principio funzionano gli acquedotti per portare l’acqua negli edifici anche ai piani alti e per estrarre l’acqua dal sottosuolo attraverso i pozzi e per la costruzione di canali. Il principio di Pascal Esso descrive la fisica dei fluidi. Per fluido si intende l’insieme degli stati di aggregazione della materia che non occupano un volume proprio; tutti i fluidi si adattano alla forma del recipiente che li contiene. Secondo quanto enunciato dal principio di Pascal, la pressione esercitata su un fluido contenuto in un recipiente si manifesta sul fondo e perpendicolarmente alle pareti del recipiente stesso. Ovvero la pressione viene trasmessa inalterata in tutte le direzioni e sempre in modo perpendicolare alla superficie.

COSTRUIAMO L’APPARECCHIO DI PASCAL Materiale: Rubinetto Palloncino Spago Procedimento: facciamo tanti buchi nel palloncino con una punta sottile, lo leghiamo al rubinetto e apriamo l’acqua. Risultato: l’acqua zampilla ossia fuoriesce da tutti i buchi con spruzzi sempre più lunghi via che il foro si trova più in basso Conclusione: l’acqua esercita sulle pareti dei corpi una forza che viene detta pressione idrostatica. La pressione idrostatica dipende dalla profondità: alla stessa profondità esercita la stessa pressione; mano che aumenta la profondità, aumenta la pressione. Un sommozzatore o un subacqueo non possono scendere oltre certe profondità, perchè la pressione dell’acqua li schiaccerebbe.

Se prendete una bottiglia vuota in plastica e fate tanti fori di uguale grandezza in colonna con un ago. Copriteli con lo scotch e riempite d'acqua la bottiglia; dopo togliete lo scotch e osserverete che l'acqua fuoriesce dai fori a fontanella. Osserverete che più in basso, l'acqua esce con più forza rispetto ai buchi posti in alto, ciò vuol dire che la pressione esercitata dall'acqua sulle pareti della bottiglia, aumenta dall'alto verso il basso. Mano mano che la bottiglia si svuota, diminuendo la pressione, l'acqua non fuoriesce più zampillando ossia formando getti sottili, ma scorrendo lungo la bottiglia stessa.

Archimede e illl principio del galleggiamento dei corpi Mettendo in una bacinella piena d'acqua, un sasso, una spugna e un tappo di sughero, noterete che essi si comportano in maniera diversa: il sasso affonda, la spugna resta sospesa a metà, il tappo di sughero galleggia in superficie. Questo avviene per il principio di Archimede, il quale afferma che un corpo immerso in acqua riceve una spinta dal basso verso l' alto pari al peso del fluido spostato. Il sasso, la spugna e il tappo sono corpi di materiale diverso e quindi con diverso peso specifico: ognuno riceve dall'acqua una spinta diversa. Il sasso affonda perchè la spinta è minore del peso del corpo; la spugna non affonda e non galleggia perché la spinta è uguale al suo peso; il tappo galleggia perché la spinta é invece maggiore.