Concetti Chiave
- La pressione esercitata su un liquido si trasmette uniformemente in tutte le direzioni, causando effetti come l'esplosione di tappi o la fuoriuscita di liquidi.
- Secondo la legge di Stevin, la pressione aumenta con la profondità, influenzando le forze esercitate sulle pareti del recipiente.
- Il principio di Pascal consente la trasmissione della pressione in un sollevatore idraulico, permettendo di sollevare carichi pesanti con forze minime.
- Il sollevatore idraulico è ampiamente utilizzato in macchine operatrici come gru e scavatrici, evidenziando la sua applicabilità pratica.
- In una botte, l'inserimento di un tubo lungo e il versamento di acqua possono generare pressioni elevate, causando potenzialmente l'esplosione della botte stessa.
Effetto della pressione sui liquidi
Un recipiente è completamente pieno di olio ed è chiuso mediante due tappi. Se diamo un colpo secco a uno dei tappi l'altro salta.
Una bottiglia di plastica contiene acqua. Se si esercita una pressione sulla bottiglia, l'acqua fuoriesce.
Esempi come questi e fenomeni simili si spiegano ammettendo che la pressione esercitata su un liquido si trasmette all'interno del liquido stesso.
In particolare la pressione si trasmette sulle pareti del recipiente che contiene il liquido.
Legge di Stevin e principio di Pascal
Per la legge di Stevin, la pressione esercitata da un liquido aumenta con l'aumentare della profondità. Per il principio di Pascal la pressione, che a una data profondità h è dovuta alla colonna di liquido sovrastante, si trasmette alle pareti interne del recipiente, che sono sottoposte a forze perpendicolari alle pareti stesse. Poiché la pressione aumenta con l'aumentare della profondità, anche le forze sono tanto più intense quanto più profondo è il livello che consideriamo. Per esempio, le forze che si esercitano sulle pareti di una diga aumentano verso il fondo. Per tener conto di questo fatto, lo spessore delle pareti aumenta con la profondità.
Funzionamento del sollevatore idraulico
Il sollevatore idraulico è un dispositivo che permette di sollevare corpi pesanti mediante l'applicazione di piccole forze. Il dispositivo è formato da due cilindri di dimensioni diverse collegati da un tubo pieno di olio.
Sul pistone del cilindro piccolo si applica una pressione p1 che, per il principio di Pascal, si trasmette all'interno dell'olio in tutte le direzioni, quindi anche sulla superficie inferiore del pistone del cilindro più grande. Questa pressione applicata sul cilindro di area grande (A2), produce una forza intensa F2, in grado di sollevare corpi pesanti.
Il principio di funzionamento del sollevatore idraulico è sfruttato in molte macchine operatrici, come le gru, le scavatrici, i caterpillar ecc.
Pericolo di esplosione in una botte
In una botte piena d'acqua è inserito un tubo sottile in cui viene versata acqua fino a un'altezza h. Se il tubo è sufficientemente lungo, la botte può esplodere. Infatti, anche se nel tubo c'è poca acqua rispetto a quella contenuta nella botte, le pareti della botte sono sottoposte a una pressione uguale a quella prodotta da una colonna d'acqua larga come la base della botte e alta h.
Se l'altezza del tubo è sufficientemente grande, la pressione sulle pareti della botte può essere molto intensa.
Domande da interrogazione
- Qual è il principio che spiega la trasmissione della pressione nei liquidi?
- Come varia la pressione nei liquidi in relazione alla profondità?
- In che modo funziona un sollevatore idraulico?
La pressione esercitata su un liquido si trasmette all'interno del liquido stesso e sulle pareti del recipiente che lo contiene, come evidenziato nel testo.
Secondo la legge di Stevin, la pressione aumenta con l'aumentare della profondità, e questo comporta forze più intense sulle pareti del recipiente, come spiegato nel contesto delle dighe.
Un sollevatore idraulico utilizza il principio di Pascal per trasmettere una piccola forza applicata su un pistone di un cilindro più piccolo a un pistone di un cilindro più grande, permettendo di sollevare corpi pesanti.
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