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  • Problemi di fisica sul principio di pascal e pressione atmosferica

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tagliatore
tagliatore - Habilis - 244 Punti
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1.In un cilindro cilindro pieno d'acqua,viene esercitata una forza di 20 N.Il raggio del cilindro è 5,0cm.Calcola la pressione alle profondità di 20cm e di 30cm.

2.Supponiamo che la pressione media dovuta all'atmosfera sia 1,0 X 10*5 Pa.
Assumendo per il raggio terrestre il valore 6.34 X 10*6 m,calcola la forza totale che agisce su tutta la superfice della Terra.

3.Sulla relazione di un geologo c'è scritto che un terreno può sopportare una pressione massima di 1,2 Kg/cm(quadrati).
Qual'è la pressione in unità del SI?
Su quel terreno si può costruire un edificio di peso 3,6 X10*5N su una base di area 100 m(quadrati)?

4.Su un orologio c'è scritto che può sopportare una pressione massima si 5 atmosfere.A quale profondità può scendere nel mare senza che si danneggi? Se il quadrante dell'orologio ha l'area di 25 cm(quadrati),a quale forza è sottoposto a quella profondità?
rino6999
rino6999 - VIP - 7008 Punti
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1) F=20N
r=0,05m
h1=0,2m
h2=0,3m

d densità dell'acqua,p0 pressione atmosferica

S=pigreco*r^2
p=F/S

la pressione a profondità h1 vale
ptot=p+p0+d*g*h1
analogamente si ragiona per h2

2)superficie della sfera S=4*pigreco*r^2
r raggio terrestre,p0 pressione atmosferica
F=p0*S

3)nel SI la pressione si misura in N/m^2
quindi la pressione è (1,2* 9,8 )N/10^(-4)m^2=1,176*10^5N/m^2

la pressione dell'edificio sarebbe di 3,6*10^5/100 N/m^2=3600N/m^2
quindi l'edificio si può costruire

4) po pressione atmosferica,d densità dell'acqua
la profondità h fino alla quale si può scendere si ricava risolvendo l'equazione
............p0+d*g*h=5*p0

S=25*10^(-4)m^2
F=5*p0*S

p.s.
gli esercizi erano abbordabili:rileggiti il concetto di pressione,il principio di pascal e la legge di stevino


Questa risposta è stata cambiata da sbardy (16-12-14 19:12, 1 anno 11 mesi 24 giorni )
Argo33
Argo33 - Sapiens - 619 Punti
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1)Pressione=Forza/Superficie
La pressione esercitata dalla F di 20 N sulla supeficie dell'acqua:
F/area sezione cilindro
5cm=0,05m
20N/3,14*(0,05m)^2=8000 Pascal (pressione superficiale).
Per la legge di Stevino, la pressione di una colonna d'acqua è la risultante della pressione superficiale (sopra calcolata, anche se generalmente si considera la sola pressione atmosferica) più quella ricavata dalla sequente Formula:
P=ρ*g*h
dove ρ=densità dell'acqua; g=costante gravitazionale di 9.8 N/kg; h profondità
per 20 cm=0,2m
P=1000 kg/m ^3 (densità acqua dolce)*9.8*0,2=1960Pascal, a cui andrebbero aggiunti gli 8000 della P esercitata dalla F di 20 N.
Per la profondità di 0,3 metri, analogo procedimento.

2)Superficie sfera terrestre=A = 4TTraggio^2===>12,56*(360000m)^2
Superf. terrestre=1.627.776.000.000 m^2=1.627,776*10^9 km
F = p x S
Forza totale=100000 Pa/1627776000000 m^2=6,14 *10^-8 N * m^2

3) pascal (Pa), che equivale a 1 newton su metro quadrato o kg·m−1·s−2·.
1,2 Kg/cm^2=12000kg/m^2 (pressione massima al m2 sostenibile dal terreno)
P=F/s===> 3,6 X10*5N/100m^2=3600 N/kg * m^2.
Il terreno può sostenere il peso dell'edificio (portata max di 12000 N/kg*m^2).

4) 1 atmosfera=101325 Pa.
5 atm=506625 Pa
La legge di Stevino P=ρ*g*h ha la formula inversa che permette di calcolare la profondità in funzione della Pressione.
Densita acqua marina=1030 Kg/m^3 circa
h=P/ρ*g===>506625 Pa/(kg*1030 Kg/m^3)*(9.8 N/kg)=50,19m
25 cm(quadrati)=0.0025 m2
F=p x S===>506625 Pa * 0.0025 m2=1266,5625 N *m^2
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