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1 SCHEDA PER IL RECUPERO DI FISICA DEL PRIMO PERIODO anno scolastico STATICA DEI FLUIDI Pressione Leggi il libro di testo (vol. 1) al cap. 11, prova a rispondere alle domande della scheda di verifica di pag. 244, al test di verifica di pag. 246; infine leggi con attenzione il Facciamo il punto di pag 247. Poi svolgi i seguenti esercizi: 1. Il cilindro graduato rappresentato in figura ha un diametro di 0 mm, mentre la base d appoggio ha un diametro di 50 mm. La massa del cilindro vuoto misura 10 g. (a) calcola la pressione che il cilindro graduato esercita sul piano che lo sorregge, supponendo che essa sia omogenea; (b) calcola quale massa di acqua distillata va immessa nel cilindro perché la pressione differenziale che agisce sul piano di appoggio sia di 1000 Pa; (c) se il cilindro ha un altezza di 25 cm, qual è la massima pressione che può esercitare sulla base di appoggio quando viene riempito di acqua? 2. La pressione arteriosa sistolica normale è circa 120 mmhg e la pressione arteriosa diastolica normale è circa 80 mmhg. Si esprimano queste pressioni in pascal, in millibar e in atmosfere.. In un bicchiere cilindrico di base S1 è contenuto del liquido, che viene poi travasato in un altro recipente cilindrico di base S2. Di quanto varia la pressione sul fondo del bicchiere? 4. In un cilindro graduato di diametro interno 4, cm si versano 65 cm di acqua, 26 cm di olio e 8 cm di glicerina. (a) qual è la pressione che agisce sul fondo del cilindro? (b) qual è la pressione differenziale che agisce sul fondo del cilindro? 5. Qual è la pressione esercitata da una colonna d acqua alta 10 m? Quale deve essere l altezza di una colonna di mercurio per esercitare la stessa pressione? Esprimere la pressione in bar, in pascal, in atm e in torr. Leggi di Pascal e di Stevino 1. Una scatola cubica di 14, 2 cm di spigolo è completamente immersa in un fluido. Sulla faccia superiore della scatola la pressione è 98, 5 kpa, mentre sulla faccia inferiore è 99, 7 kpa. Calcolare qual è la densità del fluido. g 2. Un tubo ad U viene riempito di mercurio (densità 1, 6 cm ) fino ad una distanza di 5 cm dall orlo. Nei due rami del kg g tubo vengono versati rispettivamente un liquido di densità 1, 2 dm e uno di densità 0, 7 cm, in modo da riempire fino all orlo i due rami del tubo. Calcolare il dislivello che si crea tra le due colonne di mercurio.

2 . Il lago di Como è il più profondo di Italia, arrivando a 410 m dal pelo dell acqua. Tempo fa una spedizione di subacquei ha trovato un furgoncino adagiato sul fondo di un canalone ad una profondità di 49 m. (a) calcola la pressione assoluta e differenziale che agisce sul funa scatola cubica di 14, 2 cm di spigolo è completamente immersa in un fluido. Sulla faccia superiore della scatola la pressione è 98, 5 kpa, mentre sulla faccia inferiore è 99, 7 kpa. Calcolare qual è la densità del fluido. urgone, supponendo che l acqua abbia una densità di 1 kg dm (sia in Pa che in atm); (b) calcola l area della portiera del furgone, supponendo che abbia forma rettangolare e che le dimensioni del rettangolo siano a = (120 ± 5) cm e (60 ± 5)cm; (c) calcola la forza minima che si sarebbe dovuta esercitare per aprire la portiera nel caso che nell abitacolo del furgone non fosse entrata acqua. 4. Un tubo a U contiene una certa quantità di acqua ed una certa quantità di olio, come mostrato nella seguente figura. Determinare la densità dell olio sapendo che d = 12, mm e l = 15 mm. 5. Un torchio idraulico ha la sezione maggiore pari a 2 dm 2. Calcolare la sezione minore in cm 2, sapendo che applicandole una forza di 20 kn, in quella maggiore si ottiene una forza di N. Spinta di Archimede 1. Una mongolfiera di massa 100 kg viene riempita di elio. Sapendo che la densità dell aria in condizioni standard è di 1, 29 kg m e che quella dell elio è 0, 17 kg m, determinare il volume V minimo affinché la mongolfiera si sollevi.

3 2. Al centro della piscina di un villaggio turistico vi è una piattaforma di legno (d = 0, 55 g cm ). La piattaforma ha uno spessore di 0 cm che risulta parzialmente immerso nell acqua della piscina. Quanti centimetri dello spessore della piattaforma si trovano al di sotto della superficie libera dell acqua?. Tre naufraghi costruiscono una zattera utilizzando tronchi di legno di densità d = 0, 65 g cm. Il peso dei tre naufraghi è, rispettivamente di 65 kg, 6 kg, e 59 kg. Sapendo che deve trasportare anche 50 kg di provviste, che volume minimo dovrà avere la zattera per non affondare? E quanto peserà a secco? 4. Un cubetto di ferro di spigolo 4, cm è appeso ad un dinamometro. Quale differenza di peso si misura quando il cubetto viene pesato in aria e quando invece viene pesato dopo averlo completamente immerso in acqua? 5. Un sasso viene pesato in aria e si trova una massa m = 1 kg. Ripetendo la pesata in acqua si trova una massa apparente m app = 0, 9 kg. Calcolare volume e densità del sasso. 6. Un blocco di legno di volume 2dm e densità d = 0, 7 g acqua. cm è caricato con un sasso di massa 0, kg ed è immerso in Determinare il volume della parte di blocco immersa in acqua. 7. Una provetta di vetro cilindrica contiene una certa quantità di pallini di piombo che servono da zavorra. Se immersa nell acqua, sprofonda per 10 cm. Se immersa in un altro liquido, sprofonda per 12 cm. (a) qual è la densità di quel liquido? (b) di quanto sprofonderebbe se fosse immersa in benzina (che ha densità d = 0, 7 g cm )? (c) e se fosse immersa in glicerina, che ha densità d = 1, 26 g cm? Legge dei gas perfetti Leggi sul libro (vol. 2) il par. 2. e i par. 4.4 e 4.5 poi svolgi i seguenti esercizi: 1. Un gas occupa un volume di 1, 2litri alla temperatura di 60 C. Sapendo che la pressione iniziale del gas è di 2, 8atm e che la temperatura è costante, determina la pressione necessaria per portare il volume a 11, 8litri. 2. Un palloncino viene gonfiato con aria alla temperatura di 18 C occupando un volume di dm. Lo si lega ad un sasso di volume 0, 1dm e lo si butta in uno stagno di acqua alla temperatura di 18 C profondo 6m.

4 (a) qual è il nuovo volume del palloncino? (b) quale deve essere la densità del materiale di cui è fatto il sasso affinché esso resti sul fondo dello stagno?. Una certa quantità di gas che aveva una pressione iniziale di 2, 5atm passa alla pressione di 80mm Hg e al volume di 5000litri in seguito ad una trasformazione a temperatura costante. Qual era il suo volume prima della trasformazione? 4. Un gas in seguito ad una trasformazione fatta a temperatura costante aumenta il suo volume del 20%. Di quanto varia percentualmente la pressione? 5. Un gas subisce una trasformazione come quella indicata in figura. Sapendo che nella situazione iniziale (punto A) il gas ha un volume V A = 4, 5l, una pressione P A = 2, Pa e una temperatura T A = 4 C, trovare la temperatura in C, sapendo che V B = V A e V C = 4V A 6. In una bombola è posto un gas alla pressione di 50atm, in una seconda bombola, di capienza doppia, vi è una certa quantità dello stesso gas alla pressione di 20atm. Si collegano fra loro le due bombole, in modo che si possano vedere come un unico contenitore. Quale sarà la pressione del gas nel contenitore? 7. Un recipiente dal volume di 0, 95dm contiene una certa quantità di gas. Calcolare la pressione se il recipiente viene collegato, a temperatura costante, ad un altro contenitore avente un volume di 0, 5 litri. 8. Un cilindro, con un pistone scorrevole a tenuta, contiene un volume di l di un gas perfetto alla pressione atmosferica e alla temperatura di 04 K. Mantenendo costante la pressione, il gas contenuto nel cilindro viene portato alla temperatura di 422 K. Calcolare il volume occupato dal gas al termine della trasformazione. 9. Un recipiente rigido di volume V = 4, 2l contiene una certa massa m 0 =, 7 g di ossigeno alla temperatura di 25 C. La pressione del gas nel recipiente è di 5, 8 atm. Se successivamente vengono immessi altri 2, 5g di ossigeno, lasciando invariata la temperatura. Quale sarà la pressione dell ossigeno nella bombola dopo che è stata compiuta questa operazione? 10. Una bombola di volume V 0 = 100cm contiene un gas perfetto alla pressione p 0 = 1, N m 2. Calcolare quanti palloncini si possono riempire, nell ipotesi che durante il processo la temperatura rimanga costante, considerando che ogni palloncino deve assumere un volume V = 15cm e una pressione p = 1, N m 2.

5 11. Un gas, inizialmente alla temperatura di 0 C, viene riscaldato a pressione costante in modo che il suo volume aumenti volte. Calcolare la temperatura a cui è stato riscaldato il gas.