Giuseppe Ruffo Nunzio Lanotte Lezioni di fisica · 2020. 3. 1. · 6 Lezione 1 - La pressione Per...
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Giuseppe Ruffo Nunzio Lanotte Lezioni di fisica ed. azzurra
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Giuseppe Ruffo Nunzio Lanotte
Lezioni di fisicaed. azzurra
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Unità 5 - L’equilibrio dei fluidi
1. La pressione
2. La pressione nei liquidi
3. Il principio di Pascal
4. I vasi comunicanti
5. La pressione atmosferica
6. La spinta di Archimede
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In alcuni casi è necessario tenere
conto della distribuzione della
forza su una superficie. Viene così
introdotta la grandezza scalare
definita pressione.
Lezione 1 - La pressione
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Lezione 1 - La pressione
La pressione è il rapporto fra l’intensità della forza che
agisce su una superficie e l’area della superficie stessa
L’effetto di una
forza può cambiare
a seconda della
superficie su cui la
forza stessa si
distribuisce.
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L’alpinista che indossa gli
scarponi affonda nella neve.Le racchette aumentano la
superficie che sostiene il peso
dell’alpinista e gli permettono
di non sprofondare.
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Lezione 1 - La pressione
Nel SI la pressione si misura in pascal (Pa): 1 Pa = 1 N/m2
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Lezione 1 - La pressione
Per tutti i materiali esiste un limite di rottura, cioè una pressione limite
oltre la quale avviene la rottura.
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Il pollice applica una forza F
su una superficie più grande;
la punta applica la stessa
forza su una superficie
piccolissima.
Se applichiamo una forza con
l’indice al palloncino, non
succede nulla. Se applichiamo
la stessa forza con lo spillo, il
palloncino scoppia.
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I liquidi sono pesanti, perciò
esercitano forze sulle superfici
con cui sono a contatto
Lezione 2 - La pressione nei liquidi
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Lezione 2 - La pressione nei liquidi
La pressione idrostatica è la pressione esercitata da un
liquido in equilibrio.
La pressione
idrostatica
dipende dalla
profondità e
dalla natura del
liquido.
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Il recipiente con più acqua
esercita una pressione
maggiore.
Il recipiente con la benzina
esercita una pressione
minore, perché la benzina è
meno densa dell’acqua.
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Lezione 2 - La pressione nei liquidi
Legge di Stevin
p: pressione che il liquido esercita sul fondo
del recipiente
h: altezza del liquido
d: densità del liquido
g è la costante di proporzionalità che lega il
peso P e la massa m: P = m× g
g = 9,8 N/kg
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Lezione 2 - La pressione nei liquidi
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La pressione a
2,00 m di
profondità è
doppia rispetto
alla pressione a
1,00 m.
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Lezione 2 - La pressione nei liquidi
La pressione si esercita anche
all’interno del liquido.
La pressione interna dipende dalla
profondità h rispetto alla superficie
libera del liquido:
p1 = g·d·h1; p2 = g·d·h2; p2 > p1
La pressione cresce con la profondità
ed è la stessa in ogni direzione.
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La pressione cresce con la
profondità.
La pressione esercitata in un
punto è la stessa in ogni
direzione.
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La pressione esercitata su un
liquido si trasmette all’interno del
liquido stesso
Lezione 3 - Il principio di Pascal
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Lezione 3 - Il principio di Pascal
Principio di Pascal
Una pressione esercitata sulla
superficie di un liquido si
trasmette con la stessa
intensità a ogni altra superficie
a contatto con il liquido,
indipendentemente da come
essa è orientata
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La pressione esercitata sulla parete
esterna della bottiglia si trasmette
all’interno e fa uscire l’acqua.
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Lezione 3 - Il principio di Pascal
La pressione esercitata da un
liquido si trasmette sulle pareti
del recipiente che lo
contengono. La pressione, e
quindi la forza sulle pareti,
aumenta con la profondità.
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Sulle pareti di una
diga si esercitano
forze che sono tanto
più intense quanto
maggiore è la
profondità. Per
questo motivo, lo
spessore della diga
deve aumentare
verso il fondo.
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Lezione 3 - Il principio di Pascal
Nel sollevatore idraulico la
pressione p1 sul pistone del
cilindro piccolo si trasmette
invariata alla superficie
inferiore del pistone del
cilindro più grande.
Le forze esercitate dai pistoni sono direttamente proporzionali
all’area della superficie dei pistoni stessi: A2
> A1, quindi F
2> F
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Un liquido, posto in vasi
comunicanti, raggiunge lo stesso
livello in tutti i vasi
Lezione 4 - I vasi comunicanti
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Lezione 4 - I vasi comunicanti
Principio dei vasi comunicanti: dati più recipienti, anche
di forma diversa, comunicanti fra loro, un liquido versato in
uno di essi raggiunge lo stesso livello in tutti i recipienti.
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Lezione 4 - I vasi comunicanti
Nel tubo di collegamento, il volume liquido compreso tra
A1 e A2 è in equilibrio: le pressioni p1 e p2 sono uguali.
Per la legge di Stevin, p1 e p2
dipendono dal livello del liquido:
p1 = g·d·h1; p2 = g·d·h2
g e d sono costanti, quindi:
h1 = h2
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Lezione 4 - I vasi comunicanti
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Il livello del liquido
nel tubo graduato è
identico al livello
nella cisterna.
Con la livella ad acqua si
allineano A e B alla
stessa altezza rispetto al livello
del mare.
Livella ad acqua utilizzata dai
muratori; il livello del liquido
all’estremità destra del tubo
permette di stabilire l’altezza a
cui va bucato il muro per mettere
la nuova finestra.
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Lezione 4 - I vasi comunicanti
Vasi comunicanti con liquidi diversi non miscibili
pacqua = polio
pacqua = g·da·ha; polio = g·do·ho
g è costante, quindi:
da·ha = do·ho o anche da : do = ho : ha
Le altezze dei liquidi nei recipienti
sono inversamente proporzionali
alle rispettive densità.
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Per il principio di Pascal, la
pressione esercitata dalla
colonna d’acqua di
altezza h si trasmette fino
alla superficie di
separazione fra olio e
acqua.
