Stati di aggregazione della materia:

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1 Stati di aggregazione della materia: Stato solido: tendono a conservare la loro forma. Fluidi non mantengono la loro forma. Liquidi Gas - scorrono e prendono la forma del contenitore; - sono incomprimibili. - Si espandono fino a riempire tutto il contenitore.

2 La pressione (p): = quanta forza è concentrata su una superficie Un fluido in quiete esercita una forza su qualsiasi superficie con la quale è in contatto. Direzione della forza perpendicolare alla p F A superficie p SI F A SI SI N m 2 ascal a 1atm a

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4 Il principio di ascal: F Un cambiamento di pressione applicato a un fluido confinato viene trasmesso inalterato a ogni porzione di fluido e alle pareti del recipiente che lo contengono. F produce un aumento della pressione che genera una forza perpendicolare alla parete del recipiente da parte del liquido. Se F 1 < F 2, come è v 1 rispetto a v 2? buco nella parete del recipiente.

5 Gli effetti del principio di ascal, scoperto dal fisico francese nel suo famoso esperimento della botte del 1646.

6 Esercizio: Se in un montacarichi idraulico il raggio del pistone più piccolo è di 5 cm e il raggio del pistone più grande e di 50 cm, quale peso può sostenere il pistone più grande se sul pistone più piccolo viene applicata una forza di 700 N? Di quanto si alza un macchina posta sul pistone grande e di peso uguale al peso massimo sostenibile se il pistone più piccolo si abbassa di 30 cm?

7 y Legge di Stevino: - densità m m V V SI msi kg 3 V m SI y 2 F 4 S F 1 F 3 Equilibrio: F 1 F2 0 F 3 F4 0 y 1 F 1 p1 S F p S 2 2 F 2 m g Vg S y y ) ( 2 1 g

8 -p 1 S + p 2 S - g S (y 2 y 1 ) = 0 p 2 - p 1 = g (y 2 y 1 ) ; y 2 y 1 = h p 2 - p 1 = g h - pressione idrostatica h p 0 A Se y 2 è sulla superficie libera di un liquido, y 1 è alla profondità h e sulla superficie libera è presente la pressione p 0 si ha: p A = p 0 + g h 1 atm = Hg gh Hg = = a 1 atm = ka = bar = 760 mmhg = 760 torr

9 Applicazioni della legge di Stevino:

10 Metodi di misura della pressione: Vasi comunicanti: Stesso liquido o liquidi miscibili: Liquidi non miscibili: ρ 1, h 1 ρ 2, h 2 ρ 1 g h 1 = ρ 2 g h 2

11 Il manometro: Il barometro (Torricelli): Gas d mg h=760 mm p a Hg Hg S p a p gas = p atm + ρ g d mg = ρ h S g p atm = ρ g h = 1 atm = 760 torr

12 Il principio di Archimede: F S er l equilibrio della porzione di fluido disegnata (densità f ) è necessario che alla forza peso faccia equilibrio la risultante delle forze di superficie con direzione e modulo della forza peso e verso opposto: F S f Vg Sostituiamo alla porzione di fluido considerata un corpo di densità ; la risultante delle forze di superficie rimane immutata e il modulo della risultante delle forze sul corpo è: R F S Vg Vg f F A Vg f

13 Il principio di Archimede: Un fluido esercita su un corpo immerso una forza verso l alto la cui intensità è uguale al peso del fluido spostato dal corpo. 1) F A L esempio in figura mostra una situazione di equilibrio, con corpo completamente sommerso. Quindi: R 0 f

14 2) f con corpo tutto sommerso: R F A Vg F A Vg f 0 F A risultante verso l alto All equilibrio galleggia 0 F A F A Vg f V VS V f S g 0

15 3) f R F A V g V f g F A F A risultante verso il basso Il corpo affonda con accelerazione: a a V g V V f f g g F A N e all equilibrio, sul fondo: F A N 0

16 Applicazioni del principio di Archimede:

17 eso specifico relativo:. S. acqua kg m Esercizio 1: Quale percentuale del volume di un iceberg che galleggia è al di fuori dell acqua? Il peso specifico relativo del ghiaccio è e il peso specifico relativo dell acqua di mare circostante è

18 Esercizio 2: Determinare l allungamento di una molla di costante k = 500 N/m che viene fissata sul fondo di un recipiente pieno di acqua se si conosce che alla sua estremità libera viene agganciato un corpo di forma cubica con lato L = 10 cm. Si conosce la densità del materiale di cui viene fatto il corpo ρ c = 0.8 g / cm 3 e la densità dell acqua ρ a = 1000 kg / m 3.

19 Esercizio 3: Determinare l allungamento di una molla di costante k = 500 N/m che viene fissata sul fondo di un recipiente pieno di acqua se si conosce che alla sua estremità libera viene agganciato un corpo di forma cubica con lato L = 10 cm che ha ad interno (nel centro) una cavità di forma sferica e di raggio R = 4 cm. Si conosce la densità del materiale di cui viene fatto il corpo ρ c = 1.2 g / cm 3 e la densità dell acqua ρ a = 1 g / cm 3.