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Pavia, Liceo Cairoli, Progetto “Sub a Scuola – Battesimo dell’immersione” Gennaio 2016

•UN’IMMERSIONE NELLO SPORT, NELLA FISICA, E NELLA BIOLOGIA MARINA.

LA SUBACQUEA A SCUOLALEZIONE 2


• 1)Biologia marina e attrezzatura subacquea;• 2)La fisica applicata alla subacquea;• 3)Come reagisce il corpo umano sott’acqua;• 4)Tutti in piscina!!!

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Ma prima di inizare un breve questionario !


• 1)Biologia marina e attrezzatura subacquea;• 2)La fisica applicata alla subacquea;• 3)Come reagisce il corpo umano sott’acqua;• 4)Tutti in piscina!!!

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•LA PRESSIONE (PASCAL E TORRICELLI)•I GAS (BOYLE E MARIOTTE)•L’ARIA (DALTON E HENRY)•LA SPINTA DI ARCHIMEDE•L’ UDITO•LA VISTA



Rapporto tra la forza agente su una superficie e la sua area.

p = FA

LA PRESSIONE


R1 = R2 = R3

La pressione esercitata su un punto qualsiasi di un fluido si trasmette in tutte le direzioni con uguale intensità

PRINCIPIO DI PASCAL


0 m : 1.0 Atm

TORRICELLIPressione

Atmosferica 1 Atm1.013 Bar

1.033 Kg/cm2


0 m : 1.0 Atm

TORRICELLIPressione

Atmosferica2500 m : 0.7 Atm


0 m : 1.0 Atm

TORRICELLIPressione

Atmosferica

-10 m : 1+1 = 2.0 Atm

2500 m : 0.7 Atm


0 m : 1.0 Atm

TORRICELLIPressione

Atmosferica

-20 m : 1+2 = 3.0 Atm

2500 m : 0.7 Atm

-10 m : 1+1 = 2.0 Atm


0 m : 1.0 Atm

TORRICELLIPressione

Atmosferica

-30 m : 1+3 = 4.0 Atm

2500 m : 0.7 Atm

-10 m : 1+1 = 2.0 Atm -20 m : 1+2 = 3.0 Atm


V ~ 1P

A temperatura costante il volume di una data quantita' di gas e'inversamente proporzionale alla pressione

I GAS: BOYLE - MARIOTTE


DA RICORDARE• Compensate orecchie e maschera. A tutto il resto ci pensa

Pascal• Sott'acqua la pressione e' : 1 + n. di decine di metri

(Torricelli) • Il volume dei gas dipende dalla pressione (Boyle-Mariotte)• Mai trattenere il respiro !


AzotoOssigeno

Anid. Carb.AltriArgon

L’ARIA: COMPOSIZIONE


La pressione totale esercitata da una miscela di gas è uguale alla somma delle

singole pressioni parziali dei gas componenti la miscela stessa

Azoto 78 0,78Ossigeno 20 0,20Argon 1 0,01Anid. Carb. 0,04 0,0004

A livellodel mare

Tot 1 Atm% PP

DALTON


1 Atm - 0 Mt

2 Atm - 10 Mt

3 Atm 20 Mt

4 Atm 30 Mt

5 Atm 40 Mt

N2 0,8 - O2 0,2 Pressioni Parziali

N2 1,6 - O2 0,4 N2 2,4 - O2 0,6N2 3,2- O2 0,8 N2 4,0- O2 1,0

La pressione totale esercitata da una miscela di gas è uguale alla somma delle singole pressioni parziali

DALTON


A temperatura costante la quantità di un gas che si può sciogliere in un liquido è direttamente proporzionale alla

pressione parziale del gas stesso

GAS LIQUIDO

HENRY


LA SPINTA DI ARCHIMEDE• Qualcosa che dovreste conoscere...

• A cosa servono? E come funzionano?


UN CORPO IMMERSO IN UN FLUIDO RICEVE UNA SPINTA VERSO L’ALTO PARI AL PESO DEL FLUIDO SPOSTATO

10 Kg 9 KG

12345678910

12345678910

Volume = 1 litro1 litro acqua pura = 1 Kg

LA SPINTA DI ARCHIMEDE


Controllo dell’assettoLA SPINTA DI ARCHIMEDE

POSITIVO

NEUTRO

NEGATIVO


LA SPINTA DI ARCHIMEDEESEMPIO: “neutralizzare” la spinta della mutaPESO ≈ 2.5 kgVOLUME ≈ ??(H × L × S) 1.5 m × 1.0 m ×0.007 m = 0.0105 m3

Quanta zavorra serve??

Attenzione però che più si scende più c’è pressione... ...cosa succederà alla muta??


UDITOUn senso fondamentale... Che non solo ci permette di “sentire”

L’UDITO (ORECCHIO + CERVELLO) CI PERMETTE DI CAPIRE DA DOVE ARRIVANO I SUONI

Facciamo un piccolo esperimento...


UDITOAncora due conticini...

S = V ×T T = S / V0.2 / 340 = 0.0006 ci bastano 0.6 ms di ritardo !

Ma in acqua la velocità è più alta: 1500 m/s0.1 ms di ritardo... Non ci bastano più !


Visione normale

DistorsioneVisione corretta

+ Grande+ Vicino

LA VISTA


510

1220

2230

LA VISTA


LA VISTA


LA VISTASott’acqua gli oggetti sembrano

+ VICINI e + GROSSILegge di Snell

le onde passando da un mezzo all’altro cambiano direzione secondo una certa equazione


LA VISTAn1

n2 >n1

q1

q2

2211 sinsin qq nn Legge di Snell:


...ma come mai... + VICINI e + GROSSI ??

DISTANZA:Valutata dall’angolo di “convergenza” degli occhi

DIMENSIONE:Valutata come “angolo di vista”

LA VISTA


LA VISTADISTANZA:

Valutata dall’angolo di “convergenza” degli occhi

...ma siccome c’è il passaggio aria-acqua...


LA VISTADIMENSIONE:

Valutata come “angolo di vista”

Pavia, Liceo Cairoli, Progetto “Sub a Scuola – Battesimo dell’immersione” Gennaio 2016 41

Text Text 41

DA RICORDARE• Dobbiamo aggiungere zavorra per bilanciare la muta• Variando il volume varia l'assetto (Archimede)• L'assetto dipende dalla profondita'• Sott’acqua “sentiamo bene” ma non riconosciamo la

direzione di provenienza dei suoni• Sott’acqua si “perdono” i colori... filtri / torcia• Gli oggetti ci appaiono più vicini e più grandi (circa del

30%) di quanto siano realmente

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