PRESSIONE

La pressione  è una grandezza scalare definita come il rapporto tra il modulo della forza perpendicolare alla superficie e l area della superficie

P= F/S

P= pressione

F= forza perpendicolare  [ N ]

A= area della superficie [   m ²]

Nel sistema Internazionale  l’ unita di misura della pressione è il pascal (Pa)

PRINCIPIO DI PASCAL

Serbatoio pieno d’ acqua e palloncino pieno d’ acqua         

Prima)

Viene applicata una pressione al liquido ma il palloncino non si deforma, rimpicciolisce mantenendo la stessa forma

Dopo)

All’ interno di un liquido la pressione si  propaga in maniera uniforme in tutte le direzioni

CONSEGUENZE DEL PRINCIPIO DI PASCAL      

    

TORCHIO IDRAULICO ( dispositivo che amplifica una forza)

Il torchio idraulico è una "macchina" idraulica. Esso è composto da due pistoni aventi due sezioni diverse (una più grande e una più piccola, rispettivamente S2 e S1) e da un tubo a forma di U nel quale è presente un fluido.

La pressione esercitata verso il basso dal pistone si trasmette per la legge di Pascal al pistone grande spingendolo verso l’ alto.

La formula sarà :  F1/S1 = F2/S2

Il torchio idraulico è usato dai meccanici per sollevare le automobili, facilitandone così la riparazione.

LEGGE DI STEVINO

I tre cilindri rappresentati sono pieni d’ acqua, in ognuno è applicato un foro (a, b, c)

L’ unico elemento che cambia andando da un foro all’ altro è la diversa altezza dello strato di liquido rispetto ai fori, quindi se aumenta l’ h aumenta anche il peso determinando a sua volta  pressioni crescenti, e visto che sono crescenti le pressioni aumenta anche la distanza dei getti d’ acqua.

Quindi

La formula sarà :

---->---->P=F/S            P= mg/S ,   Densità= m/v            P= d* v* g / S ,    V= S*h   ----->         P= d*g*h

P=dgh

VASI COMUNICANTI

Si chiamano vasi comunicanti due o più recipienti uniti da un tubo di comunicazione 

Se consideriamo due vasi comunicanti riempiti con lo stesso liquido vedremo che inizialmente si posizioneranno ad altezze diverse ma successivamente raggiungeranno lo stesso livello in tutti i recipienti

Perché?

Il perché è semplice basta riscrivere la formula di Stevino  ponendo  P1 e P2 uguali.

P1=P2

d acqua *g* h1= d acqua *g*h2

semplificando otteniamo

h1=h2

Consideriamo ora il caso più generale in cui i vasi comunicanti contengono due liquidi diversi di densità che non si mescolano.

Riempiamo i vasi con due liquidi mercurio e acqua

Come si vede dalla figura il mercurio che  ha una densità maggiore raggiunge un altezza minore.

Adesso vediamo il perché

Basta porre uguale p1 e p2

 →P1=P2         d acqua * g*h1= d mercurio * g * h2

Da cui otteniamo=  h1/h2=d2/d1

LEGGE  DI  ARCHIMEDE

Definizione :  

Un corpo immerso totalmente o parzialmente in un fluido subisce una forza diretta verso l’ alto , pari al peso del liquido spostato

Rappresentiamo un contenitore pieno d’ acqua con all’ interno un solido

Come si nota dalla figura sul nostro solido agiscono varie pressione

Se noi dividiamo queste pressione sull’ asse delle x e y notiamo che :

La sommatoria sull’ asse delle x =0

perché tutte le varie pressioni si annullano perché si trovano alla stessa profondità  con verso opposto

mentre la sommatoria sull’ asse del y= f2- f1

Che sono le forze che agiscono sulle due facce del cubo quella superiore e  quella inferiore che si trovano a profondità diverse la prima si trova all’ altezza h1 mentre la seconda h1+l.

Quindi visto che su x la somma delle forze è uguale a zero , la forza d’ archimede sarà uguale  alla differenza di f2 e f1

FA = F2-F1      →    p1=f1/s  ;   p2=f2/s          →     FA= sp2 – sp1     →        FA =  s(p2-p1)

→    FA =S( dgh1+ dgl – dgh1)       →     FA= Sdgl         sl=V    →       FA =  dgv                                                                                                                 

quindi la forza di Archimede = Vimmerso* d liquido* g

FA= dgv

LA CONDIZIONE DI GALLEGGIAMENTO

Come mai alcuni corpi galleggiano mentre altri no?

Per spiegare ciò faro un esempio

Prendiamo un cilindro pieno d’ acqua con all’ interno prima una bottiglia riempita con la sabbia poi con latte e infine con l ‘olio , come si nota dal disegno la bottiglia non si posiziona  sempre nello stesso punto perché?

Questo avviene perché la sabbia il latte e l’ olio hanno densità diverse

Allora consideriamo per esempio  la bottiglia riempita con il latte  e notiamo che su di essa agiscono due forze quella peso e la spinta  di  Archimede  

Fp= mg= gVdcorpo  LEGGE DI ARCHIMEDE

FA = gvd liquido

quindi

→galleggia  fa > fp                 dliquido> dcorpo  (olio)

→equilibrio fa=fp                   dliquido = dcorpo   (latte)

→affonda     fa<  fp                  dliquido< dcorpo (sabbia)

PRESSIONE ATMOSFERICA

La pressione atmosferica è la pressione presente in qualsiasi punto dell'atmosfera terrestre,  è equivalente alla pressione idrostatica esercitata dal peso della colonna d'aria presente al di sopra del punto di misura e si misura con il barometro.

Il suo valore è 1,01*10 alla quinta

Il primo a calcolare la pressione fu torricelli che usò un nuovo strumento il barometro  questo strumento è costituito da un tubo di vetro lungo circa un metro, con sezione di 1 cm², chiuso a una estremità e pieno di mercurio la scelta del mercurio è data dalla sua grande denisità.

                  

Torricelli dopo aver riempito di mercurio il barometro lo ha immerso in una bacinella piena di mercurio e ha notato che non tutto il mercurio è sceso ma si fermò al h di  76 cm .

A questo punto secondo la legge di stevino il punto A , B (si trova ) ,C che in figura non sono  rappresentati  ma si trovano tutti e tre sul pelo libero del mercurio trovandosi tutti e tre alla stessa altezza avranno tutti la stessa pressione .

Quindi per calcolare la pressione atmosferica bisogna applicare la legge di stevino al punto b  visto che abbiamo tutti i dati densità, profondità, accelerazione di gravità.

Po = g dmercurio h=  (9,81 N/kg )* (1,36 *10 alla quarta kg/m al cubo ) *0,76m = 1,01 * 10 alla quinta Pa