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Fisica pressione dei liquidi, principio di Pascal, pressione pascal, problemi pressione fisica

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FISICA Esercizi #17 - FLUIDI e PRESSIONE, LEGGE di STEVINO, PRINCIPIO di PASCAL

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L’aria è una sostanza materiale
trasparente, che si presenta come un aeriforme di consistenza molto tenue (800 volte meno
densa dell’acqua), composta di un insieme di infinite particelle elementari chiamate
molecole. Nell’aria queste molecole sono presenti in numero di 30 miliardi nello
spazio di un centimetro cubo; eppure non si trovano troppo strette e vincolate l’una
all’altra, data la loro estrema piccolezza.
Risultano bensì libere e relativamente distanziate, e si agitano incessantemente di moto
proprio naturale, urtandosi continuamente tra di loro (4 miliardi di urti in un secondo
per ciascuna molecola).Tali urti determinano la cosiddetta pressione statica alla quale ogni corpo resta sottoposto. L’aria inoltre oppone una certa resistenza che possiamo definire come quella forza che interagisce opponendosi al moto di un corpo, tale resistenza è proporzionale alla densità della sostanza interessata. Densità vuol dire massa totale delle molecole nella unità di volume e allora è chiaro che la quantità e il peso delle molecole spostate è minimo nell’ aria.
Nell’aria la resistenza diventa
sensibile soltanto ad una certa velocità, stando fermi avvertiamo la resistenza
dell’aria se questa è in moto, ossia quando siamo investiti dal vento. Ciò in
relazione al principio di reciprocità secondo il quale le forze che si generano risultano
le stesse sia che un corpo si muove nell’aria sia che l’aria investa il corpo.
Se si considera per esempio un corpo della forma di una lastra, che si muove
nell’aria in senso normale al suo piano, si verifica sperimentalmente che
l’aumento di pressione ha luogo sulla faccia anteriore , mentre sulla faccia
posteriore si ha una depressione ( cioè una pressione minore di quella statica
dell’aria in riposo). Succede cioè che la particelle fluide che urtano sulla faccia
anteriore sono bruscamente frenate e forzate a cambiare direzione. Nello spazio sotto
vento l’aria è animata da moti vorticosi e viene ad esercitare una depressione sulla
faccia posteriore della lastra.
Una lastra esposta frontalmente al vento risente della pressione dinamica dovuta appunto
alla velocità che costituisce un primo elemento alla resistenza dell’aria che si
denomina precisamente resistenza di pressione. Possiamo affermare che la resistenza è proporzionale sia alla superficie che al quadrato
della velocità.
La viscosità è una particolare caratteristica presentata dalle sostanze fluide e
definibile come un attrito interno che si determina in seno al fluido in movimento. Essa
è dovuta alla grande libertà di movimento di cui godono le molecole di aeriformi e alla
tendenza delle stesse a influenzarsi l’una con l’altra e ad assumere dei moti
rotatori come dei noduli. Questi noduli sono effettivamente costituiti da minuscoli
vortici animati da un moto rotatorio tale che la velocità di rotazione decresce dal
centro verso la periferia del vortice. I vortici si generano normalmente fra due strati di
fluido contigui scorrendo a diverse velocità e reciprocamente influenzandosi. La presenza
di vortici in un fluido in movimento fa classificare il moto stesso come turbolento.
Quando i vortici non si generano e gli strati di fluido scorrono parallelamente l’uno
all’altro il moto si dice laminare. In ogni caso minuscoli vortici interessano uno
strato d’aria di piccolo spessore adiacenti alla superficie lambita dalla corrente
chiamato strato limite. La resistenza di attrito si verifica inevitabilmente anche quando
lo scorrimento è laminare, una superficie sulla quale scorre una corrente fluida
determina dunque un freno della corrente stessa dovuto alla viscosità dell’aria. Se
è il corpo a muoversi nell’aria, per il principio di reciprocità è il corpo a
subire nel suo moto l’azione frenante derivante dalla viscosità del fluido,è questa
la resistenza di attrito. Ovviamente la resistenza di attrito risulterà tanto maggiore
quanto maggiore sarà la superficie esposta alla corrente.
Come sempre avviene anche nell’ attrito solido, l’ attrito fluido comporta uno
sviluppo di calore:l’energia così dissipata costituisce la parte maggiore
dell’equivalente di energia totalmente spesa per far volare un aeroplano.
Consideriamo ora cosa avviene quando un corpo cilindrico disposto orizzontalmente viene
investito da una corrente fluida. Le lamine d’aria o filetti fluidi in un primo
momento seguono la superficie del cilindro adattandosi a piegarsi secondo la forma
arrotondata del corpo e mantenendosi all’incirca paralleli fra loro. Ad un certo
punto le linee di corrente, come per inerzia, continuano nella direzione prossima alla
tangente in quel punto; non riescono cioè a lambire ulteriormente la superficie ma se ne
distaccano: i vortici aderenti allo strato limite si rompono e si svolgono nella corrente
a valle e tutto lo spazio sotto vento risulta occupato da aria turbolenta causa di perdita
di energia. Per il ricordato principio di reciprocità, l’identico fenomeno si ripete
se è il corpo che si muove nell’aria nel qual caso una certa massa d’aria
quando è investita dal corpo tende a seguirlo e va a formare una scia acquistando una
certa quantità di moto (massa x velocità) a spese dell’energia posseduta dal corpo;
questa perdita di energia costituisce l’equivalente della resistenza di forma.
Poiché la resistenza di forma è proporzionale all’entità della scia è possibile
ridurla riducendo la scia. In definitiva resistenza di forma e resistenza di attrito sono
da considerarsi interdipendenti risultando causate entrambe dalla viscosità del fluido.

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Come volano gli aerei? nuova versione - Bernoulli - Effetto Coandă -

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1) La pressione è una grandezza fisica a) scalare b) vettoriale 2) La pressione è definita come il rapporto tra a) la forza parallela alla superficie e l'area della superficie stessa b) la forza perpendicolare alla superficie e l'area della superficie stessa 3) Un liquido ha a) solo forma propria b) ha una forma fissa e volume proprio c) un volume proprio ma non una forma propria 4) Il torchio idraulico a) moltiplica le forze ma riduce gli spostamenti b) moltiplica gli spostamenti ma riduce le forze 5) La forza di Archimede vale a) pVm b) dVg c) pgV d) mVg 6) Al livello del mare, la colonna di Mercurio che rimane nell'apparato di Torricelli è alta a) 760,0 cm b) 76,0 mm c) 76,0 cm 7) La Legge di Stevino afferma che la pressione idrostatica dipende a) dalla massa del liquido b) dal Volume del liquido c) dalla profondità 8) La pressione atmosferica vale a) 1,01 x 103 Pa b) 1,01 x 105 Pa c) 1,01 x 104 Pa 9) Se un sub si muove in orizzontale a 10 m di profondità a) la pressione su di lui rimane invariata b) la pressione su di lui aumenta c) la pressione su di lui si riduce 10) Le altezze a cui si portano due liquidi non miscibili in un tubo a U sono a) inversamente proporzionali alle loro masse b) inversamente proporzionali ai loro volumi c) inversamente proporzionali alle loro densità

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1) La pressione è una grandezza fisica 2) La pressione è definita come il rapporto tra 3) Un liquido ha 4) Il torchio idraulico

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Trascina ogni sostanza nella colonna esatta

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Studia l’equazione di Bernoulli e scopri come pressione, velocità e altezza influenzano i fluidi in movimento in condotti variabili.

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Impara il principio dei vasi comunicanti e le sue applicazioni, dalla misurazione della pressione ai sistemi idraulici.

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1) Quali tipi di materia si definiscono fluidi? a) solidi e liquidi b) liquidi e gas c) solidi e gas d) solidi liquidi e gas 2) Come si differenziano i fluidi? a) per la densità b) per le molecole c) per lo spazio d) per gli atomi 3) Che cos'è la densità? a) la quantità specifica di spazio in una materia b) la quantità di materia in uno spazio specifico c) la quantità di particelle in uno spazio specifico d) la quantità di aria in uno spazio specifico 4) Quali sono le materie complesse ? a) quelle formate da un unico tipo di sostanza b) quelle formate da diversi tipi di sostanze c) quelle formate da aria e acqua d) quelle formate da soli atomi 5) Cosa succede quando ci sono due tipi di fluidi a contatto? a) si attua un equilibrio in cui si mischiano b) si attua un equilibrio per cui il fluido gassoso più leggero va verso l'alto c) si attua un equilibrio per cui il fluido liquido va verso l'alto d) si attua un equilibrio per cui il fluido gassoso va verso l'alto 6) Perchè sulla Terra c'è la pressione atmosferica? a) perchè la Terra è ricoperta da tanta acqua b) perchè la Terra è avvolta da strati misti di aria e acqua c) perchè la Terra ruota attorno al Sole d) perchè la Terra è avvolta da un guscio detto atmosfera 7) Che cosa è la pressione atmosferica? a) Il peso della colonna di aria sopra ogni essere vivente b) la forza che la colonna di aria alta come l'atmosfera esercita su un metro quadrato della superficie terrestre c) la forza che una colonna di aria alta come l'atmosfera esercita sull' acqua d) il peso dell'aria che sta sopra gli insetti 8) Perchè non ti accorgi della pressione atmosferica? a) perchè la forza su di noi è esercitata in tutte le direzioni b) perchè si esercita la forza dal basso verso l'alto c) perchè la forza esercitata è da destra verso sinistra d) perchè la forza su di noi è leggera 9) Perché la pressione in alta montagna è minore? a) perchè l'atmosfera è formata di aria b) perché l'atmosfera è più rarefatta e meno densa c) perchè l'atmosfera è più pesante in montagna d) perchè l'atmosfera è più rarefatta e più densa 10) Come fai a ristabilire l'equilibrio tra pressione atmosferica e pressione interna? a) rimanendo in apnea b) respirando c) deglutendo d) tossendo

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1) Quali tipi di materia si definiscono fluidi? 2) Come si differenziano i fluidi? 3) Che cos'è la densità? 4) Quali sono le materie complesse ?

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